电池电动势及温度系数的测定.docx

电池电动势及温度系数的测定一. 实验目的1. 掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作.2. 通过原电池电动势的测定求算电池反应的rGm,rSm,rHm等热力学函数。3. 熟悉原电池的图式表示法和电极，电池反应的书写。二实验原理 1.热力学基础 化学能转变为电能的装置称为原电池或电池，可逆电池的电动势可看做正负两个电极的电势之差。 根据吉布斯函数的定义，在恒温恒压条件下，当系统发生可逆变化时，系统吉布斯函数变等于过程的可逆非体积功。 当反应进度=1mol时，吉布斯函数变为： （rGm）T,P=-ZEFE为电动势，V;F为法拉第常数，常取96500Cmol-1,z为电极反应式中电子的化学计量数。 又根dG-SdT+Vdp,可以得到：rSm=zF（E/T）P 在系列温度下测得电池的电动势值，作E-T图，由曲线斜率可求得电池在某一温度下的温度系数。由rHm=rGm+TrSm 2.对消法测定电动势的原理由可逆过程的定义，可逆电池应满足：（1）.电池反应可逆，即电池电极反应可逆（2）.电池中不允许存在任何不可逆的液体接界。（3）.电池必须在可逆下工作 不能直接用伏特计来测量可逆电池的电动势。 对消法是在待测电池EX上并联一个大小相等，方向相反的外加电势。 有R(AD1)*I=ES完成上述标定后有R(AD1)*I=EX由上两式得EX=ES/R(AD1)R(AD2)由于电阻与电阻线长度成正比，则EX=ES/AD1*AD24. 本实验测定的电池本实验测定由AgCl/Ag和Ag+/Ag电对组成的原电池的电动势，可表示为（-）Ag|AgCl(s)|Cl-(0.1mol/L)|Ag+(0.1mol/L)|Ag(+)即AgCl/Ag作为阳极，浸入含cl-的溶液中Ag(s)+Cl-1(cl)AgCl(s)+eAg+/Ag作为阴极Ag+(Ag)+eAg(s)电池要用两种不同的溶液，要用盐桥，电池电动势的Nernst方程式为E=E标-RT/Fln1/Agcl三仪器和试剂电位差综合测试仪，恒温水浴，原电池装置，AgCl/Ag电极，Ag电极，盐桥，0.1mol/lNacl溶液，0.1mol/lAgNO3溶液四实验步骤1.组装电池AgCl/Ag作为阳极，浸入含cl-的溶液中，Ag+/Ag作为阴极，电池要用两种不同的溶液，要用盐桥，盐桥易断，将电池放到恒温水浴中2.电位差计采零 将电位差计“测量选择”钮打到“内标”，调节各电位钮，使电位指示为1V,在按“采零”，使“检零指示”为03.原电池电动势的测量 待温度稳定后，再测电动势 打到“测量”钮，直到检零指示为0，每个温度下读3次，每次间隔1到2分钟，此后每次升温3到5，重复上述5到6次五数据处理 根据不同温度下测得的E值，作图，求出斜率 求出对应电池反应的rGm ,rSm,rHmt/T/K电动势E/V电动势平均值（V）rGm/(KJ/mol)rSm/(J/(Kmol)rHm/(KJ/mol)252980.434410.43461-0.001735-42.865162.602596.680.434710.43472273000.434710.43124-0.001685-41.66140.602571.090.431130.43087313040.426010.42594-0.001325-41.21127.862562.010.426040.42578353080.419380.41912-0.001705-40.0864.562530.930.418980.41855393120.413630.41339-0.0014325-39.13538.2362523.5750.413480.41305（rGm）T,P=-ZEFrHm=rGm+TrSmrSm=zF（ E/ T）P六注意事项1.盐桥内不能有气泡存在，不能拿着盐桥将电池放入或取出水浴。2.恒温水浴液面高度要合适3.升温时，不要处在“测量”档七思考题1.答：将电池正极连正极，负极联负极，串联一个保护电阻和一个检流计，调可读电源的输出电压至检流计指针不在偏转。因为要灵敏度高的电流表，而伏特计的灵敏度不高。2.答：要用正负离子迁移数比较接近的盐类，盐桥是代替两种液体的直接接触，使液接电位减至最小，也防止有害离子的扩散影响电极电位。3.答：要求电极反应具有热力学上的可逆性，而且反应无限接近电