原电池电动势的测定及其应用

1、专业：姓名：学号：日期：成地点:同组学生姓名：实验报告课程名称： 指导老师： 实验名称： 实验类型： 、实验目的和要求（必填）、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理 七、讨论、心得四、操作方法和实验步骤六、实验结果与分析（必填）一、实验目的和要求1掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法。2掌握电位差计、检流计与标准电池的使用方法。3. 学会电极和盐桥的制备方法。4了解可逆电极、可逆电池等概念。二、实验内容和原理本实验采用补偿法测定电池电动势。该方法是严格控制电流在接近于零的情况下来决定电池的电动 势，为此目的，可用一个方向相反但数值相同的电动势，对抗待测电池的电动

2、势，使电路中无电流通过， 这时测出的两极的电位差 就等于该电池的电动势 E。电位差计是根据补偿原理而设计的。它由工作电流回路、标准回路和测量回路组成如图工作电流回路：工作电流由工作电池Ew的正极流出，经可变电阻RP、滑线电阻R返回Ew的负极，构成一个通路，调节Rp使均匀滑线电阻AB上产生一定的电位降。标准回路：将变换开关SW合向Es,对工作电流进行标定。从标准电池的正极开始，经检流计G滑线电阻上的 CA段，回到标准电池的负极。其作用是校准工作电流以标定AB上的电位降。令VCa=|Rca=E （借助于调节 Rp使G中得电流Ig为零来实现），使CA段上的电位降 Vac （成为补偿电压）与标准 电势

3、Es相对消。测量回路：SW扳回Ex,从待测电池的正极开始，经检流计G滑线电阻上 CA段，回到待测电阻负极。其作用使用校正好的滑线电阻CA上的电位降来测量未知电池得电动势。在保持标准后的工作电流I不变的条件下，在 AB上寻找出C点，使得 G中的电流为零，从而 Vca=IRca=E，使CA段上的电位降 VC a 与待测电池得电动势Ex 对消。E=IRca=（Es/Rca） Rc a= （R c a /Rca ） E=kEs。如果知道比例（Rc a /Rca ）和E.，就能求出E。板面图中的“ N,断，未知1，断，未知2”旋钮相当图中的电钥 S,当旋钮尖端指在“ N”处，即等于S接通En,如指在“示

4、知2”即等于S接通未知电池Ex,板面图的左下角标有“粗”“短”的欣钮，相当于原理图中的K电钥，揿“粗”表示 K通过保护电阻接通检流计G; “短”用来将检流计短路，当反电趋与待测电势不能对消时，防止检流计的指针被打坏，必须用此钥。图二右边的“粗、中、细、微”旋钮相当 于原理图中的可变电阻 R）调节这四只旋钮，实现工作电流标准化。 右上角的两只旋钮是二个标准电池电动 势温度补偿旋钮，中间六只旋钮X10-1, X 10-2X 10-6，其下都有一个小窗孔，被测电池的电动势由此示出。使用UJ-25型电势差计测定电动势，可按下图连接线路。O O O O O O O O O O O OUJ-25高电势直流

5、电位差计面板图1. 电计按钮（3个）2.转换开关3.电势测量旋钮（6个）4. 工作电流调节旋钮（4个）5.标准电池温度补偿旋钮三、主要仪器设备仪器UJ-25型电位差计一台；检流计一台；惠斯登标准电池一只；1.5伏甲电池两节；饱和甘汞电极一支；银、氯化银电极一支；银电极一支；100毫升容量瓶五只；50毫升酸式滴定管一支；洗瓶一只；废液搪瓷杯一只；0#沙纸（公用）；试剂饱和KCI盐桥和饱和 KNO3盐桥（公用）；0.200M KCI溶液。四、操作方法和实验步骤本实验测定下列电池的电动势：Hg| H$Cl2, KCI （饱和）丨KCI （C）, AgCI | AgC=0.0100、0.0300、0.

6、0500、0.0700 和 0.0900M1. 电极制备，盐桥的制备：实验室预先完成。2. 电动势的测定 （1 ）配置溶液：用滴定管和容量瓶，将0.200M KCI溶液分别稀释成0.0100、0.0300、0.0500、0.0700、0.0900M各100毫升。根据补偿法原理接好测量线路；（2）校正工作电流：先读取环境温度，校正标准电池的电势；调节标准电池的温度补偿旋钮至计算值。将转换开关拨至“N”处,转动工作电流调节旋钮粗、 中、细，依次按下电计旋钮 “粗”、“细”，直至检流计示零。在测量过程中， 经常要检查是否发生偏离，加以校正。（3）测量待测电池电动势：将转换开关拨向 X1位置，从大到小

7、旋转测量旋钮，按下电计按钮，直至检流计示零，6个小窗口内读数即为待测电池的电动势。实验完毕，把其它仪器复原，检流计短路放置。注意事项检查甘汞电极有否气泡，如有，必须排除；测定时，电解质溶液必须从稀到浓；为了保护检流计不受 损坏，除在实验预习时，作好各组电动势值的估算（将指示值调到估算值）外，揿钮时，必须先揿有保护 电阻的揿钮“粗”。待检流计指零后，再揿无保护电阻的揿钮“细”。五、实验数据记录和处理室温：214C恒温槽：25.00C 大气压101.75 KPa标准电池在室温下电动势：1.018567V饱和甘汞电极的电极电势与温度的关系为：甘汞=0.2415-7.6 X 10-4（t-25）=0.

8、2415 V表1电池电动势测定结果浓度/mol dm-30.01000.03000.05000.07000.0900E/V0.12200.11640.10790.10030.0949E+轴汞/V0.36350.35790.34940.34180.3364-Ln ci-4.60523.50662.99572.65932.4079六、实验结果与分析E+甘汞川LnClJE+ 甘汞 Lnci-图 由外推法可知：（Agcl/Ag ） =0.3105 V表2热力学数据E/V0.12200.11640.10790.10030.0949Gm / KJ/mol11.771211.230910.41079.677

9、49.1564误差分析：补偿法必须想办法使回路中电流为零。但是电流为零是理想条件，实际过程中难免会有电流通 过（调节过程中），所以原电池或多或少会有极化现象，因此存在误差。实验测电压时要动作迅速，时间 久了误差就会大。另外检流计只需基本不偏转即可，不需要调整到完全不偏转。七、讨论、心得思考题：1.补偿法测定电池电动势的装置中，电位差计、工作电源、标准电池和检流计各起什么作用？如何使用和 维护标准电池及检流计？电位差计用来测定化学电池电动势，工作电源用来抵消电流，标准电池对消电流标定工作电源电压， 检流计检测电路中微小电流通过。标准电池精度要求相当高，一般储存在温度比较恒定的环境中，使用时要防止通入较大的电流或在两 端接上较大的电压，防止损坏。检流计精度很高，在测量时一定要先粗调再细调防止指针偏转过大而造成仪器损坏。2. 测量过程中，若检流计总往一个方向偏转，可能是哪些原因引起的？ 电压始终偏小或偏大，这时可根据偏转情况改变电压大小。如果无论怎么改变电压偏转仍然不变，则 可能是工作电流没有校正好，重新校正工作电流再测。3. 测量电动势时为何要用盐桥？如何选用盐桥以适合不同的系统？ 盐桥可以使两种溶液联成电流回路，而溶液的溶液不相接触，起着传递电子的作用。做盐桥的电解质，应该为不与两种电解质反应且很稳定的强电解质。