对消法测量电池电动势

1、精选优质文档-倾情为你奉上对消法测量电池电动势一实验目的：1.学习电极电势测定的基本方法和原理。2.掌握电位差计、检流计、盐桥正确的使用方法。3.测定CuZn电池的电动势。二实验原理：1.原电池是化学能变为电能的装置，它由两个“半电池”组成，每个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液，电池的电动势为组成该电池的两个半电池的电极电势的代数和，常用盐桥来降低液接电势。2测量电池的电动势要在接近热力学可逆的条件下进行，即在无电流通过的情况下，不能用伏特计直接测量。可逆电池的电动势可用对消法测定（当加大电压时，G电流趋近于0；当G=0时，U=E）。3.所用的仪器为电位差计，原理如下图所示： &

2、#160;   测量时，先将换向开关转向位置1，根据标准电池的电动势调整电阻Rn的大小，然后调节电阻Rf，使检流计中的电流为零，这时存在如下关系：              En=Rn*（UR/R）即： En/Rn=UR/R   随后将开关合至2位置，调节个进位盘的触头，再次使G指向零点，则得到关系式：         

3、;     Ex=Rx×(UR/R) 即： Ex/Rx=UR/R      和联立得：              Ex=（En/ Rn）×Rx由于工作电路与被测回路之间并无电流通过，故只要测得En/Rn得值，即可在高灵敏度示零的情况下准确测出被测电池的电动势。 三实验仪器与试剂： 1.仪器 UJ-25型高电势直流电位差计、HSS-1B数字式超级恒温

4、槽、Ac15/z直流复射式检流计、标准电池、干电池、铜电极、锌电极、饱和甘汞电极、温度计、盐桥2.试剂0.1000mol/LCuSO4、0.1000mol/LZnSO4、饱和KCl溶液、Hg2Cl2溶液。四实验步骤：（一）准备工作1.打开恒温水浴，调节温度T=25。2.利用公式： En=1.01865-4.05×10-5(T-293)2-9.5×10-7(T-293)2+1×10-8 (T-293)3计算出实验室温度下的En，并调节标准电动势温度补偿旋钮。T=23.8。C   En=1.01805V3.锌电极的制备：将锌电极用砂纸磨光

5、，除掉锌电极上的氧化层，用蒸馏水冲洗，然后浸入饱和氯亚汞溶液中35秒，取出后再用蒸馏水淋洗，使锌电极表面上有一层均匀的汞齐（目的：防止电极表面副反应的发生，保证电极可逆）。4.铜电极的制备：将铜电极用砂纸打光，再用蒸馏水淋洗。 5.电池组合：(-)Zn(s)|Zn2+(0.1000mol/L)|Cu2+(0.1000mol/L)|Cu(s)(+)(-)Zn(s)|Zn2+(0.1000mol/L)|饱和甘汞电极(+) （二）实验测量：A.电流调节1.检流计灵敏度旋钮指向短路，打开检流计的电源。调节检流计，使其光标指向零位置。2.将标准电池连入电路，把电位差计的旋钮调至N位置。3.将检

6、流计的换向开关由“短路”调至“0.01”，调节检流计，使其光标指向零位置。4.先按下“粗”钮，观察检流计光标的偏转方向，并记下检流计光标偏转方向。 光标偏转方向：向右 调节加大“粗”旋钮所指电阻值，若光标偏转不明显，可摁“细”键。待光标偏转方向变化（向左）时，“粗”旋钮退一格，加大“中”旋钮，依次类推。 调节电位差计上的“粗”“中”“细”“微”四旋钮，待光标指向零位置或其左右两格时视为调好。5.调好后将检流计换向开关依次调到“0.1”、“1”、“直接”，分别重复以上操作。 当检流计灵敏度旋钮指向“直接”，“细”键摁下，检流计光标指向零线或光标偏转小于2格

7、时，表示回路电流调节完毕。6所有操作完成后将检流计换向开关再次置于“短路”，将电位差计旋钮调至“断”处。B. 实验测定1.CuZn电池电极电势的测定：.将适量0.1000mol/kgCuSO4、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及Cu和Zn电极。.将铜锌电极连入X2的正负极，重复3以下操作，记录数据。2.Zn甘汞电极电势的测定：将适量KCl的饱和溶液、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及相应电极，按上述方法重复操作三次，并记录相关数据。测量结束，将检流计灵敏度旋钮指向“短路”，关闭电源。关闭恒温槽电源。五实验数

8、据处理1.实验室温度T=296.8K2.标准电池电动势：En=1.01805V3电池电极电势：次数CuZn电极电势（V）Zn甘汞电极电势（V）11.0.21.0.30.0.平均值1.0.相对标准偏差3.5%1.4%理论电动势1.09981.0335测量误差-4.1%-5.5%         六误差分析：1在实验操作过程中，检流计光标很难指向零点，说明测量回路有电流通过，所以E（测）E（理）。2由于检流计光标较难调节，每组测量时间较长，工作回路中电流会发生变化，从而影响测量结果。3冲洗电极管后电极管中所留

9、水分会对电解质溶液起稀释作用，会影响电池的实际电动势。七.实验注意事项：连接线路时，切勿正、负极接反。测试时必须先按电位计上“粗”按钮，待检流计示零后，再按“细”按钮，以免检流计偏转过猛而损坏.当偏转幅度较大时，摁“短路”键，可使光标偏转幅度减小，以免损毁仪器。(3)按按钮时间要短，不超过ls，以防止过多电量通过标准电池和待测电池，造成严重极化现象，破坏电池的电化学可逆状态。(4)整个调节测量时间要快，以免电解质电解时间过长，溶液变稀，以致测不准。而且，室温的上升对实验结果也有影响。八.实验总结：       通过本次实验，我了解并掌

10、握了电极电势测定的基本方法和原理；学会了电位差计、检流计的使用方法。这次实验我了解了团体合作的重要。对消法测量电动势 一实验目的：1. 通过电池和电极电势的测定，加深对可逆电池的理解。2.掌握电位差计、检流计、盐桥正确的使用方法。3.掌握CuZn和Zn甘汞电池电极电势的测定。 二实验原理： 1电池的电动势测量的条件：电池的电动势不能直接用伏特计来测量。因为当把伏特计与电池接通后，必须有适量的电流通过才能使伏特计显示，这样电池中就发生化学反应，溶液的浓度不断改变。因而电动势也不断变化，这时电池已不是可逆电池。另外，电池本身有电阻，用伏特计所量出的只是两电极间的电势差

11、而不是可逆电池的电势。所以测量可逆电池的电动势必须在几乎没有电流通过的情况下进行。  2用对消法可达到测量原电池电动势的目的，如图所示: 【Ew、En、Ex 分别为工作电池，标准电池（惠撕登电极），待测电池。Rf为可调电阻，用于调节工作电池分配在高精度电阻上的电压 】工作原理为：测量时，先将换向开关与En连接，根据标准电池的电动势调整电阻Rn的大小，然后调节电阻Rf，使检流计中的电流为零，这时存在如下关系：En=Rn×（UR/R）即 En/Rn=UR/R   (1) 随后将换向开关与Ex连接，调节个进位盘的触头，再次使G指向零点，则得

12、到关系式：Ex=Rx×(UR/R)即 Ex/Rx=UR/R     （2）（1）和（2）联立得：Ex=（En/ Rn）×Rx 由于工作电路与被测回路之间并无电流通过，故只要测得En/Rn得值，即可在高灵敏度示零的情况下准确测出被测电池的电动势。   该图为CuZn电池 三实验仪器与试剂：   UJ25型高电势直流电位差计、标准电池、Ac15/z直流复射式检流计、干电池、温度计、铜电极、锌电极、饱和甘汞电极、砂纸、HSS-1B数字式超级恒温槽、盐桥、0.10

13、00mol/LCuSO4、0.1000mol/LZnSO4、饱和KCl溶液、Hg2Cl2溶液。 四实验步骤：1. 、打开超级恒温槽电源开关（三个按钮均向下）及冷却水，调节温度为25C（达到温度后将加热按钮搬向上）。 2.由公式En= 1.01865-4.05×10-5(T-293)2-9.5×10-7(T-293)2 +1×10-8 (T-293)3实验室的温度为291K即18摄氏度,把T=291 K代入En的公式中 ， 计算出实验室温度下的En=1.01859 V，并在电位差计上设定好； 3.调节工作回路电流：（1）在打开

14、检流计的电源且检流计灵敏度旋钮指向短路情况下，调节检流计，使其光标指向零位置。（2）将标准电池（即电位差计开关为）连入电路。（3）将检流计的换向开关由“短路”调至“0.01”，调节检流计，使其光标指向零位置。（4）先按下“粗”钮，观察检流计光标的偏转方向， 如光标偏转方向向右，应调节加大“粗”旋钮所指电阻值，若光标偏转不明显，可摁“细”键。待光标偏转方向变化（向左）时，“粗”旋钮退一格，加大“中”旋钮，依次类推。 调节电位差计上的“粗”“中”“细”“微”四旋钮，待光标指向零位置或其左右两格时视为调好。（5）调好后将检流计换向开关调高一档，分别重复6处的操作直到调至“直接”时

15、结束。 当检流计灵敏度旋钮指向“直接”，“细”键摁下，检流计光标指向零线或光标偏转小于2格时，结束回路电流调节。（6）结束后将检流计换向开关再次置于“短路”，将电位差计旋钮调至“断”处。 4.电极准备：（1）锌电极的制备：将锌电极用砂纸磨光，除掉锌电极上的氧化层，用蒸馏水冲洗，然后浸入饱和氯亚汞溶液中35秒，取出后再用蒸馏水淋洗，使锌电极表面上有一层均匀的汞齐（防止电极表面副反应的发生，保证电极可逆）。(2)铜电极的制备：将铜电极用砂纸打光，再用蒸馏水淋洗。（3）配制KCl的饱和溶液备用5.电池组合：       

16、   6.Zn甘汞电极电势的测定：（1）.将适量KCl的饱和溶液、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及相应电极(即锌插入ZnSO4溶液中，饱和甘汞电极插入KCl的饱和溶液中)。（2）.将饱和甘汞电极锌电极连入X1的正负极（即锌为负极，饱和甘汞电极为正极），将电位差计旋钮调至X1，重复步骤3的操作，不同的是调节的电阻变为Rx，重复操作三次，并记录相关数据。E1=0.9410V   E2=0.9440V    E3=0.9451V（平均）4347.CuZn电池电极电势的测定：&

17、#160;（1）.将适量0.1000mol/kgCuSO4、0.1000mol/kgZnSO4溶液分别装于试管中，放入恒温水浴中插入盐桥及相应电极（即铜插在CuSO4溶液中，锌插在ZnSO4溶液中） （2）.将铜锌电极连入X2的正负极（即锌为负极，铜为正极），重复操作3，不同的是调节的电阻变为Rx，记录数据。记录此时电动势。 E1=1.0001 E2=0.9935V  E3=0.9815V0.9917 8.测量结束，将检流计灵敏度旋钮指向“短路”，关闭电源。关闭恒温槽电源。 五实验数据处理1.实验室温度T=K2.标准电池电动势：En=

18、1.0185V3.锌饱和甘汞电池电动势：饱和甘汞电极的电极电势：   E1   E2   E3 （平均）0.9410V0.9440V0.9451V0.9434 E(理论)=1. Dr=( E(理论)- E（平均）)/ E(理论)*100   =（1.-0.9434）/1.*100%=6.2% 4.铜锌电池电动势：E1E2E3E（平均）1.0001V0.9935V0.9815V0.9917V  E(理论)=E(标准)-(RT/2F)*ln(a(ZnSO4)/a(CuS

19、O4)=1.V      Dr=( E(理论)- E（平均）)/ E(理论)*100       =（1.-  0.9917）/1.*100%=10%六.实验注意事项：.连接线路时，切勿正、负极接反。.测试时必须先按电位计上“粗”按钮，待检流计示零后，再按“细”按钮，以免检流计偏转过猛而损坏.当偏转幅度较大时，摁“短路”键，可使光标偏转幅度减小，以免损毁仪器。 (3)在使用“粗”“细”两个按键开关时，不要长时间按下不放，以免电池发生极化影响测量结果破坏电池的电化学可

20、逆状。 (4).整个调节测量时间要快，以免受电解质电解和室温的变化对实验结果的影 （5）在不使用检流计时应将灵敏度旋钮指向“短路”   七.误差分析    1.温度的变化对电势的测量也有一定的影响。    2因检流计光标较难指向零点，每组测量时间较长，工作回路中电流会发生变化，从而影响测量结果。    3.电解质溶液的电解引起溶液浓度的变化会影响电池的实际电动势。 九。实验总结通过本次实验，使我了解到测量电路中有电流通过对测量电池电势的影响，加深对可逆电池

21、的理解。原电池电动势的测定一实验目的：1掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法.2学会某些电极的制备和处理方法。3通过电池和电极电势的测定，加深理解可逆电池的电动势可逆电极电势的概念。二实验原理：1原电池是化学能变为电能的装置，它由两个“半电池”组成，每个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液。电池的电动势为组成该电池的两个半电池的电极电势的代数和。常用盐桥来降低液接电势。2测量电池的电动势要在接近热力学可逆条件下进行，即在无电池通过的情况下，不能用仪特计直接测量。因此方法在测量过程中有电流通过伏特计，处于非平衡态。用对消法可达到测量原电池电动势的目的，如图所示:【Ew、Es、Ex

22、分别为工作电池，标准电池（惠撕登电极），待测电池。 】工作原理为：当 Ks接通时，调节Rf及滑动头至S，使检流计中无电流通过。此时有EsUCA 工作回路电流IUSA /RSA=Es/RSA ; 当Ks断开，Kx接通，调节滑头至X，使检流计中无电流通过，此时有ExUHA，工作回路电流I=UXA/RXA=Ex/RXA 因此，Es/RSA =Ex/ RXA ，即 Ex RXA·(Es/RSA )。但由于Es随温度而变，所以在测量过程中要调节RSA来调节(Es/RSA )的恒定（即通过标准电池温度补偿按钮调节）。三实验仪器及试剂：UJ-25型高电势电位差计1台，HSS-1B数字式超级恒温热浴

23、槽，标准电池(惠斯登电池)2节，直流检流计1台，钾电池2节,铜锌电极，甘汞电极，盐桥，温度计，饱和氯化亚汞溶液，饱和氯化钾溶液，ZnSO4(0.1000mol/L),CuSO4(0.1000mol/L) 。四实验操作：1半电池的制备： (1)锌电极的制备：将锌电极用砂纸磨光，除掉锌电极上的氧化层，用蒸馏水冲洗，然后浸入饱和氯亚汞溶液中35秒，取出后再用蒸馏水淋洗，使锌电极表面上有一层均匀的汞齐（防止电极表面副反应的发生，保证电极可逆）。将处理好的锌电极直接插入盛有0.1000mol/L硫酸锌溶液的电极管中。(2)铜电极的制备：将铜电极用砂纸打光，再用蒸馏水淋洗，插入盛有0.1000mol/L硫

24、酸铜溶液的电极管中。2电池组合： 3连接电路：首先将电位差计的转换开关置于“断”位置，按钮(粗、细、断)全部松开，然后将标准电池、工作电池、待测电池及检流计分别用导线连接在“标准”、“工作”、“未知”或“未知”及“电计”接线柱上，注意正负极（检流计无极性要求）。恒温浴槽预设为25.0 oC，开始加热，并将电极插入孔中。4检流计调零：将检流计的转换开关从“短路”调至“X”档，电压选择开关置于220V,用调零旋钮调节检流计的机械零点，即光标调零。5标准电池温度补偿：读取标准电池上所附温度计的温度值t=20.2oC，根据Et= E20oC-4.06*10-5(t-20)-9.5*10-7(t-20)2，E20oC=1.01845V，求出标准电池的电动势Et=1.01845V。调节标准电池温度补偿旋钮至该电动势。6标定电位差计：将电位差计的转换开关转到N，Rf调节旋钮(粗中细微)均调到最小，分别按下电位差计“粗”“细”按钮，记录最初光标偏移方向；再分别按下电位差计“粗”“细”按钮，并按由