电动势的测定及其应用(实验报告).docx

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1、实验报告电动势的测定及其应用一.实验目的1•掌握对消法测定电动势的原理及电位差计，检流计及标准电池使用注意事项及简单原理。2.学会制备银电极，银〜氯化银电极，盐桥的方法。3.了解可逆电池电动势的应用。二.实验原理原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中，正极上发生还原反应，负极则发生氧化反应，电池反应是电池中所有反应的总和。电池除可用作电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质，从化学热力学得知，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：△rG=-nFE式中△rG是电池反应的吉布斯自由能增量；n为电极反应中电子得失数；F为法

2、拉第常数；E为电池的电动势。从式中可知，测得电池的电动势E后，便可求得△rG,进而又可求得其他热力学参数。但须注意，首先要求被测电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极反应是可逆的，并且不存在不可逆的液接界。同时要求电池必须在可逆情况下工作，即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行，此时只允许有无限小的电流通过电池。因此，在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时，所设计的电池应尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接界电势。为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，一般均采用电位差计测量电池的电动势。原电池电动势主要是两个

3、电极的电极电势的代数和，如能分别测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池电动势。附【实验装置】（阅读了解）UJ25型电位差计UJ25型箱式电位差计是一种测量低—oo*-a+oq+a+o标准检流计5.7-6.4V未知1未知2电势的电位差计，其测量范围为1JV-17.1mV（Ki置1档）或10叫-171mV（K1置10档）。使用5.7V~6.4V外接工作电源，标准电池和灵敏电流计均外接，其面板图如图5.8.2所示。调节工作电流（即校准）时分别调图5.8.2UJ31型电位差计面板图节Rp1（粗调）、Rp2（中调）和Rp3（细调）三个电阻转盘，以

4、保证迅速准确地调节工作电流。Rn是为了适应温度不同时标准电池电动势的变化而设置的，当温度不同供参考引起标准电池电动势变化时，通过调节Rn,使工作电流保持不变。Rx被分成I(1)、n(0.1)和川(0.001)三个电阻转盘，并在转盘上标出对应Rx的电压值，电位差计处于补偿状态时可以从这三个转盘上直接读出未知电动势或未知电压。左下方的“粗”和“细”两个按钮，其作用是：按下“粗”铵钮，保护电阻和灵敏电流计串联，此时电流计的灵敏度降低；按下“细”按钮，保护电阻被短路，此时电流计的灵敏度提高。k2为标准电池和未知电动势的转换开关。标准电池、灵敏电流计、工作电

5、源和未知电动势Ex由相应的接线柱外接。UJ25型电位差计的使用方法：(1)将K2置到“断”，K,置于“1”档或“10”档(视被测量值而定)，分别接上标准电池、灵敏电流计、工作电源。被测电动势(或电压)接于“未知1”(或“未知2”)。(2)根据温度修正公式计算标准电池的电动势En(t)的值，调节Rn的示值与其相等。将K2置“标准”档，按下“粗”按钮，调节Rp1、Rp2和Rp3，使灵敏电流计指针指零，再按下“细”按钮，用Rp2和Rp3精确调节至灵敏电流计指针指零。此操作过程称为“校准”。(3)将K2置“未知1”(或“未知2”)位置，按下“粗”按钮，调节

6、读数转盘I、n使灵敏电流计指零，再按下“细”按钮，精确调节读数转盘川使灵敏电流计指零。读数转盘i、n和川的示值乘以相应的倍率后相加，再乘以k1所用的倍率，即为被测电动势(或电压)Ex。此操作过程称作“测量”。三•仪器与药品UJ-25型电位差计1台，直流辐射式检流计1台，稳流电源1台，电位差计稳压电源1台，韦斯顿标准电池1台，银电极2支，铂电极、饱和甘汞电极各1支，盐桥玻管4根。镀银液，盐桥液，硝酸银溶液(0.100mol/L)，未知pH液，盐酸液(0.100mol/L),(1mol/L)，醌氢醌。四•实验步骤本实验测定下列四个电池的电动势：供参考H

7、g(I)Hg2CI2(s)

8、饱和KCI溶液

9、

10、CuS04(0.100mol/kg)

11、Cu(s)Hg(I)Hg2CI2(s)

12、饱和KCI溶液

13、AgNO3(0.100m)

14、Ag(s)Ag(s)

15、KCI(0.01m)与饱和AgCI液

16、

17、AgNO3(0.010m)

18、Ag(s)Ag(s)+AgCI(s)

19、HCI(0.100m)

20、

21、AgNO3(0.100m)

22、Ag(s)1.盐桥的制备为了消除液接电势，必须使用盐桥，其制备方法是以质量比例琼胶：KNO3:H2O=1.5:20:50的比例加入到烧杯中，于电炉上加热并不断用玻璃棒搅拌使之溶解，然后用滴管将它注入干净的

23、U形管中，U形管中以及管两端不能留有气泡，冷却后待用。2.电动势的测定⑴按右图组成三个电池。⑵将待测电池接至电位差计上，用