原电池电动势的测定和应用物化实验报告

《原电池电动势的测定和应用物化实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、原电池电动势的测定及热力学函数的测定一、实验目的1)掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；2)掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法；3)加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；4)了解可逆电池电动势测定的应用；5)根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数△G、△S、△H。二、实验原理1．用对消法测定原电池电动势：原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，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不可逆电池的端电压。而测量

2、可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，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、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。2．电池电动势测定原理：Hg

3、Hg2Cl2(s)

4、KCl(饱和)

5、

6、AgNO3(0.02mol/L)

7、Ag根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：其中；而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，故其电极电位只与温度有关，其关系式：φ饱和甘汞=0.2415-0.00065(t–25)而电池电动势；可以算出该电池电动势的理论值。与测定值比较即可。3．电动势法测定化学反

8、应的△G、△H和△S：如果原电池内进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定压下的吉布斯函数变化△G和电池的电动势E有以下关系式： △rGm=-nFE从热力学可知：△H=-nFE+△S4．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不能对调；②电极不要接反；三、.实验仪器及用品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.实验试剂0.02mol/L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂四、实验步骤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100mL

9、蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。然后加入40g硝酸钾，充分搅拌使硝酸钾完全溶解后，趁热用滴管将它灌入干净的U形管中，两端要装满，中间不能有气泡，静置待琼脂凝固后便可使用。制备好的盐桥丌使用时应浸入饱和硝酸钾溶液中，防止盐桥干涸。2.组合电池将饱和甘汞电极插入装有饱和硝酸钾溶液的广口瓶中。将一个20mL小烧杯洗净后，用数毫升0.02mol/L的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗，然后装此溶液至烧杯的2/3处，插入银电极，用硝酸钾盐桥不饱和甘汞电极连接构成电池。3.测定电池的电动势①根据Nernst公式计算实验温度下电池（I）的电动势理

10、论值。②正确接好测量电池（I）的线路。电池与电位差计连接时应注意极性。盐桥的两支管应标号，让标负号的一端始终不含氯离子的溶液接触。仪器要注意摆布合理并便于操作。③用SDC数字电位差计测量电池（I）的电动势。每隔2min测一次，共测三次。④接通恒温槽电源进行恒温，使其分别达到25.2℃、35.2℃，温度波动范围要求控制在正负0.2℃之内。把被测电池放入恒温槽中恒温15min，同时将原电池引出线连接到SDC型数字式电位差计的待测接线柱上（注意正负极的连接），测定其电动势，每5分钟测1次，直至电位差计读书稳定为止。⑤测量完毕后，倒去两个小烧0.55杯的溶液，洗净烧杯的溶液。五、实验数

11、据记录与处理1、电动势的测定；；φ饱和甘汞=0.2415-0.00065(t–25)；通过以上三式可求得电池电动势的理论值。气压：101.6KPa测定温度/℃测定值/V 测定平均值/V理论计算值/V 相对误差测定次数第一次第二次第三次25.00.457400.457400.457400.457400.457010.08%35.00.450990.451000.451000.450990.450440.12%2、热力学函数的测定—--测定△G、△S和△H。作E-T图（见下图），求得斜率为-6.4×10∧-4，E-T图的直线方程为：Y=0.64812-6.4×10∧-4X，故=--

12、6.4×10∧-4所以当T=298K时，△rGm=-nFE=-1×96500×0.45740=-44139.1J/mol=-44.14kJ/mol因为所以△S=1×96500×(-6.4×10∧-4)=-61.6J/(mol·K)因为△H=△rGm+T△S，所以△H=-44139.1-61.6×298=-62.5kJ/mol热力学函数次序t/℃T/KE/V △H（KJ/mol）125.02980.45740-6.4×10∧-4-44139.1-61.6-62.5235.03080.45100