电极制备及电池电动势测定.ppt

电极制备及电池电动势的测定,一、实验目的,二、实验原理,三、药品仪器,四、实验步骤,五、实验记录,六、数据处理,八、注意事项,九、思考题,七、结果分析与讨论,实验目的,1.学会铜电极、锌电极和甘汞电极的制备和处理方法。 2.掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的方法。 3.加深对原电池、电极电势等概念的理解。,实验原理,以Cu-Zn电池为例： 电池符号 Zn|ZnSO4(a1)|CuSO4(a2)|Cu 负极反应 Zn Zn2+ 2e 正极反应 Cu2+ + 2e Cu 电池中总的反应为 Zn Cu2+ Zn2+Cu,电池由正、负两个电极组成，电池的电动势等于两个电极电势的差值,锌电极的电极电势：,铜电极的电极电势:,所以，Cu-Zn电池的电池电动势为,纯固体的活度为1,所以,药品仪器,1.电位差计； 2.标准电池 ； 3.低压直流电源； 4.检流计 ； 5.滑线电阻 ； 6.甘汞电极 ； 7.硝酸亚汞溶液 ；氯化钾溶液；镀铜溶液 ； 8.铜电极 ，锌电极； 9.等等。,实验步骤,电极制备,电池电动势的测量,1.电极制备,（1）锌电极：先用稀硫酸洗净锌电极表面的氧化物，再用蒸馏水淋洗，然后浸入饱和硝酸亚汞溶液中35秒钟，用镊子夹住一小团清洁的湿棉花轻轻擦拭电极，使锌电极表面上有一层均匀的汞齐，再用蒸馏水冲洗干净。（用过的棉花不要随便乱丢，应投入指定的有盖广口瓶，以便统一处理。）把处理好的电极插入到装有0.100M硫酸锌溶液的电极管中，塞紧塞子，管内液面没过电极即可，且保证虹吸管内没有气泡，也不能有漏液现象。 （2）铜电极：先用稀硝酸洗净铜电极表面的氧化物，再用蒸馏水淋洗，然后把它作为阴极，另取一块纯铜片作为阳极，在镀铜溶液内进行电镀。电镀条件是：电流密度 25mAcm-2 左右，电镀时间20-30分钟。,电镀后应使铜电极表面有一紧密的镀层，取出铜电极(镀铜液要回收)，用蒸馏水冲洗，插入装有0.1M硫酸铜溶液的电极管中，塞紧塞子，管内液面没过电极即可，且保证虹吸管内没有气泡，也不能有漏液现象。 （3）甘汞电极：本实验使用市售饱和甘汞电极。,2.电池电动势的测量,（1）按规定接好电位差计的测量电池电动势线路。 （2）以饱和KCl溶液为盐桥，用制备好的电极组成电池，并接入电位差计的测量端，测量其电动势。 Zn | ZnSO4 (0.1000M) | KCl (饱和) | Hg2Cl2 ,Hg Hg2Cl2 ,Hg | KCl (饱和) | CuSO4 (0.1000M) | Cu Zn | ZnSO4 (0.1000M) | CuSO4 (0.1000M) | Cu,实验数据记录,实验日期： ；室温： ；气压： KPa,1记录上列三组电池的电动势测定值： a. Zn | ZnSO4 (0.1000M) | KCl (饱和) | Hg2Cl2 ,Hg （1） （2） （3） b. Hg2Cl2 ,Hg | KCl (饱和) | CuSO4 (0.1000M) | Cu （1） （2） （3） c. Zn | ZnSO4 (0.1000M) | CuSO4 (0.1000M) | Cu （1） （2） （3）,数据处理,1.根据物理化学数据手册上的饱和甘汞电极的电极电势数据，以及a、b二组电池的电动势测定值，计算铜电极和锌电极的电极电势。 2.已知在25时0.1000 molL-1CuSO4溶液中铜离子的平均离子活度系数为0.16，0.1000 molL-1ZnSO4溶液中锌离子的平均离子活度系数为0.15，根据上面所得的铜电极和锌电极的电极电势计算铜电极和锌电极的标准电极电势。并与物理化学数据手册上所列的标准电极电势数据进行比较。,文献值：,查表得： = 0.337 V；,=-0.7628 V,实验结果与讨论,结果：实测值为 E1= E2= E3 计算实验偏差： 分析产生偏差的原因： 有何建议与想法？,注意事项：,1.注意甘汞电极内氯化钾溶液是否是饱和溶液，溶