电极制备及电动势

1、一、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掌握电势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。 4.通过测定不同温度下的电池的电动势计算有关热力学常数。 二、实验原理 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。 对于Cu-Zn电池： 负极反应： 正极反应： 电池中总的反应为： Zn电极的电极电势： Cu电极的电极电势： 所以CuZn电池的电池电动势为222ln20/ZnZnZnZnZnZnaaFRT222ln20/CuCuCuCuCuCuaaFRTZnCuZnCuZnCuZnCuZnZnCuCuZnZnCuCuaaa

2、aFRTEaaaaFRTE22222222ln2ln200/0/22ln20CuZnaaFRTEE 化学反应的热力学函数变化值的测定化学反应的热力学函数变化值的测定 原电池内进行的化学反应是可逆的，且电池也在可逆条件下工作，则在定温定压下有： nFEG ppTEnFTGS)()(pTEnFTGH)(三、仪器和试剂三、仪器和试剂 电势差计1台； 电线若干；铜电极1支； 锌电极1支；甘汞电极1支； 烧杯（50mL）3只 氯化钾溶液（饱和） 硫酸锌溶液（0.1000mol.L-1）； 硫酸铜溶液（0.1000mol.L-1）； 稀硫酸（3mo1.L-1）; 硝酸（6 mol.L-1）四、操作步骤四、

3、操作步骤 电极制备 （1）锌电极：先用细沙子和稀硫酸（约3molL+-1）洗净锌电极表面的氧化物，再用蒸馏水淋洗，然后浸人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，应投人指定的有盖广口瓶内，以便统一处理。） （2）铜电极：先用细沙子除去表面的氧化膜，再用稀硝酸（约6mol.L-1）洗净铜电极表面，最后用蒸馏水淋洗然后把它作为阳极。 盐桥的制备： 取1.5g琼脂加入100mL的饱和硝酸钾溶液中，加热溶解，稍冷却即倒入H型电解池，静置待琼脂凝结后便可使用 。 选择盐桥中的电解质的原则是高浓度、

4、正、负离子迁移速率接近相等，且不与电池中溶液发生化学反应。常用KCl、NH4NO3和KNO3的饱和溶液。 3、电动势的测量 （1）在H型电解池中分别加入电解质溶液并放入相应电极，按规定接好电势差计的测量电池电动势线路。 （2）以饱和KNO3溶液为盐桥，分别将上面制备好的电极组成电池，并接人电势差计的测量端，测量其电动势。这些电池有： Zn|ZnSO4(0.1000mol.L-1)KCl(饱和)|Hg2Cl2, Hg Hg, Hg2Cl2 | KCl(饱和)CuSO4(0.1000mol.L-1)|Cu Zn|ZnSO4(0.1000mol.L-1)CuSO4(0.1000mol.L-1)|Cu

5、 H型电解池 测量原理图 在K1，I=EN/RN 在K2，I=Ex/Rx Ex=EN Rx/RN五、数据记录与处理 1、记录不同温度时各个电池的电动势。 2、根据有关数据手册计算各电池的电动势。 3、并与测量值进行比较，计算测量的误差，对于误差进行分析。 4、计算Cu-Zn电池的有关热力学参数。电池符号电池的总反应测量温度测量电动势备注六、实验注意事项 1、初步估算一下被测电池的电动势大小，以便在测量时能迅速找到平衡点，这样可避免电极极化。 2、因甘汞电极在高温时不稳定，故它一般适用于70以下的测量；甘汞电极不宜用在强酸或强碱性介质中，因此时的液体接界电位较大，且甘汞电极可能被氧化；若被测溶液中不允许含有氯离子