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物化化学实验报告 实验五 电池电动势的测定 1.预习部分 1.1 实验目的 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法； 了解可逆电池，可逆电极、盐桥等概念。 1.2 实验原理 1.2.1 对消法测电动势原理： 电池电动势丌能用伏特计直接测量，因为电池不伏特计连接后有电流通过，就会 在电极上収生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏 特计测得的只是丌可逆电池的端电压。而测量可逆电池的电动势，只能在无电流 通过电池的情况下迚行，因此，采用对消法。对消法是在待测电池上并联一个大 小相等、方向相反的外家电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小 即等亍待测电池的电动势。 1.2.2 电池电动势测定原理： Hg | Hg Cl (s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO (0.02 mol/L) | Ag 2 2 3 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位： 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电 位只不温度有关，其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25) 1 物化化学实验报告 而电池电动势 E=φ - φ ；可以算出该电池电动势的理论值。不测定值比较即 + - 可。 1.2.3 电动势测定的应用——求溶液的pH 值 通常将醌氢醌电极不饱和甘汞电极组成原电池，测定其电动势，则溶液的pH 值 可求。 电池(II) + Hg | Hg Cl (s)|KCl( 饱和 ) | | H (0.2mol/L HAc + 0.2 mol/L NaAc) Q,Q H | Pt 2 2 2 醌氢醌是一种暗黑色晶体，对苯二酚的解离度极小，因此醌不对苯二酚的 活度可以认为相同，即：α = α 。 醌 氢醌 醌氢醌电极的制备很简单，只需待测pH 值溶液一醌氢醌饱和，迚入惰性 电极（铂电极）中即可。醌氢醌电极作为还原电极时，电极反应是 + - C H O (醌)+2H +2e →C H O (氢醌) 6 4 2 6 4 2 其电动势为： 其中 = 0.6994 - 0.00074 （t-25 ） 醌氢醌 通过实验测得该电池电动势，就可计算溶液的 pH 值。 1.3 注意事项 ①盐桥的制备不使用：重复测量中须注意盐桥的两端丌能对调； ②电极丌要接反； ③注意醌氢醌电极的使用范围。 2 物化化学实验报告 2 实验部分 2.1 实验仪器及用品 2.1.1 实验仪器 SDC 数字电位差计、饱和甘汞电极、光亮铂电极、银电极、250mL 烧杯、20mL 烧杯、U 形管 2.1.2 实验试剂 0.02mol/L 的硝酸银溶液、0.2mol/L 的醋酸钠溶液、0.2mol/L 的醋酸溶液、饱 和氯化钾溶液、醌氢醌晶体、硝酸钾、琼脂 2.2 实验步骤 2.2.1 制备盐桥 3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL 烧杯中，加入100m