原电池电动势的测定及应用.doc

实验四 原电池电动势的测定及应用电池：求难溶盐AgCl的溶度积KSP 设计电池如下: 该电池电极反应如下：阳极（-）反应: 阴极（+）反应: 电池反应: 电池电动势：为中银离子的活度，；为饱和溶液中的活度。由于，因此式(4)变为：测定后，即可求。操作步骤：制备电极 银电极用浓氨水浸，再用水洗净。然后浸入含有少量硝酸钠的硝酸中片刻。取出用水洗净。把处理好的二根银电极浸入同样浓度的溶液，测其电池电动势。如果电池电势不接近0(允许相差12mV)，则银电极必须重新处理。按电极符号组成浓差电池，其中左方电极的制备方法如下：将新制好电极插入0.01000mol/LKCL溶液中，滴加两滴0.1mol/L 溶液(不能多加)；将另一新制好的电极插入0.01000mol/L 溶液中，加上盐桥。测定电池电动势。求电池反应的、设计电池如下: 电池反应为：分别测定电池在各个温度下的电动势，作ET图，从曲线斜率可求得任一温度下的，利用公式(1)、(2)、(3)、（5）即可求得该电池反应的、求银电极的标准电极电势 对银电极可设计电池如下: 该电池电极反应如下：阳极（-）反应: 阴极（+）反应: 电池反应:电池电动势: 所以：测定溶液的pH值 溶液的pH值可用电动势法精确测量。利用各种氢离子指示电极与参比电极（一般是用饱和甘汞电极做参比电极）组成电池，由测得的电动势算出溶液的pH值。常用的氢离子指示电极有氢电极、醌-氢醌电极、玻璃电极等。氢电极测溶液的pH值比较麻烦，需要提供稳定的氢气流冲打铂黑电极，使氢气被铂黑吸附并与待测H+溶液达成平衡。本实验是用醌-氢醌电极与饱和甘汞电极组成原电池，在弱酸或弱碱性的溶液中测出电动势 。QQH2为醌(Q)与氢醌(QH2)等摩尔混合物，在水溶液中部分分解。 它在水中溶解度很小。将待测pH溶液用饱和后，再插入一只光亮Pt电极就构成了电极，可用它构成如下电池: 电极反应为: 因为醌和氢醌的浓度相等，稀溶液情况下活度系数均近于1，或者活度相等，因此:电池的电动势为: 已知及，测得电动势E，即可求pH。 由于易在碱性液中氧化，待测液之pH值不超过8.5。四、仪器药品 仪器：SDC-B数字电位差综合测试仪1台(南京桑力电子设备厂)；218型银-氯化银电极1支(上海恒誉水分析仪器厂)；饱和甘汞电极1只；盐桥数只；铂电极2只；超级恒温槽1台。电极管3只；10ml烧杯3只；50ml烧杯一只；洗耳球一个。恒温夹套烧杯2只；滑线电阻1只。药品 KCl(0.1000molL-1)；KCl(饱和)；AgNO3(0.0100molL-1)；CuSO4(0.1000molkg-1);CuSO4(0.0100molkg-1);ZnSO4(0.100molkg-1);镀银溶液;镀铜溶液;未知pH溶液;HCl(1moldm-3);稀HNO3溶液(13);稀H2SO4溶液;Hg2(NO3)2饱和溶液;KNO3饱和溶液;KCl饱和溶液;琼脂(C.P.);醌氢醌(固体)。 五、实验步骤 盐桥制备 简易法 用滴管将饱和KNO3(或NH4NO3)溶液注入型管中，加满后用捻紧的滤纸塞紧型管两端即可，管中不能存有气泡。 凝胶法 称取琼脂1g放入50mL饱和KNO3溶液中，浸泡片刻，再缓慢加热至沸腾，待琼脂全部溶解后稍冷，将洗净之盐桥管插入琼脂溶液中，从管的上口将溶液吸满(管中不能有气泡)，保持此充满状态冷却到室温，即凝固成冻胶固定在管内。取出擦净备用。 电动势测定：开机5分种后，如果使用内标做基准（不用外配的标准电池），就将功能档旋至内标位，将最大档X100V调至1处，其余各档都调至0处，补偿档调至最小。这等于是给出了1.0000V 的标准，此时按采零键，使检零指示显示为00.00）。然后将功能档旋到测量位，将红线夹接铜电极，黑线夹接锌电极（切勿接错了），稳定一段时间后开始测电池：-Hg(l)-Hg2Cl2(S)饱和KCl溶液AgNO3(0.0100molL-1)Ag(S)+的电动势。办法是由大档位到小档位依次逼近电动势值（刚开始测量时，检零指示档会显示 QU.L 或 *.*, 随着测量值的逼近，绝对值越来越小，但不能为正值），直至检零指示档为00.00（如最后不为00.00，则缓缓旋补偿档，使检零指示刚好显示00.00），记录这个时候的读数。注意，只有原电池真正处于平衡状态，测出的值才会稳定不变。因此要尽可能使被测电池平稳、不受振动、不含气泡、室内气温恒定。六、注意事项 制备电极时，防止将正负极接错，并严格控制电镀电流。 七、数据处理 计算室温下电池的电池电动势并与测