原电池电动势及溶液pH值的测定ppt课件

1、 原电池电动势 及溶液pH值的测定1原电池电动势及溶液pH值的测定一、目的要求：1、测定铜锌原电池的电动势。2、用电动势法测定溶液的pH值。3、掌握电位差计丈量电池电动势的原理及运用 方法。 2 电池由两个电极组成。在电池反响中，进展氧化反响的是负极，进 行复原反响的是正极,以铜-锌电池为例，它可以表示为： Zn IZnSO4(a1)lI CuSO4(a2)lCu 负极反响为：ZnZn2+2e 正极反响为：Cn2+2e Cu 总电池反响：Zn+Cu2+ Cu+Zn2+ 其电动势的大小与电极性质及溶液中相关离子的活度的关系可由能 斯特公式求得：22ln20CuZnaaFRTEE3 原电池的电动势

2、是在原电池的各相间没有带电 粒子的转移时各相间电势差的总和， 也就是原 电池的开路电压。所谓“开路，实践上就是在测 定时没有电流经过原电池。作为一种近似处置, 完全消除了液接的电池可以按可逆电池对待。 因此,电动势的测定必需在可逆条件下进展,否那么所得电 动势没有热力学意义。可逆必需满足： 1电极反响可向正反两个方向进展； 2不论是充电还是放电，所经过的电流必需非常微小， 电池在接近平衡态下任务。可逆电池电动势与参与平衡的 电极反响的各溶液活度之间的关系完全由该反响的能斯特 方程决议。IREU4不能用伏特计直接测定不能用伏特计直接测定,由于电池与伏特计相接后由于电池与伏特计相接后,便构便构成了

3、回路成了回路,有电流经过有电流经过,发生化学变化、电极被极化、溶发生化学变化、电极被极化、溶液浓度改动、电池电势不能坚持稳定。且电池本身有液浓度改动、电池电势不能坚持稳定。且电池本身有内阻，伏特计所量得的电势降不等于电池的电动势。内阻，伏特计所量得的电势降不等于电池的电动势。 对消法可在电池无电流经过时测得其两极间的电势差，即为该电池的电动势。5EURrRREUIRIUIrRE相同外电路)(对消法就是根据上述原理设计的。在外电路加一个方向相反而电势几乎一样的电池，以对抗原电池的电动势。此时，外电路上差不多没有电流经过，相当于R为无限大的情形下进展测定。6 可运用电位差计丈量原电池的电动势，电位

4、差计的原理为对消法。电路根本原理图如下： 组成: 任务电流回路 校准任务电流回路 测定回路 7ncnxcxnnnnRREEIREREIIRE/8 由此可知，用补偿法丈量电池电动势的特点： 在完全补偿(G在零位)时，任务回路与被测回路之间并无电流经过，不需求测出任务回路中的电流I的数值，只需测得Rc与Rn的比值即可。由于这两个补偿电阻的精度很高，且En也经过准确测定，所以只需用高灵敏度检流计示零，就能准确测出被测电池的电动势。9UJ-25型电位差计测电动势的范围其上限为600V，下限为0.000001V，但当丈量高于1.911110V以上电压时，就必需配用分压箱来提高上限。任务电流: 0.000

5、1A。1011直流电位差计运用本卷须知及高阻抗电位差计见书267页。高阻抗电位差计是一种测定电动势的新技术，是开展的必然趋势。12 SDC-IIB数字电位差综合测试仪用一体化设计,将UJ系列电位差计、光电检流计、规范电池等集为一体，体积小，分量轻、便于携带。用数字显示。 丈量范围05V，丈量分辨率10V。13ABACEECSx.14 电动势法可以用来测定溶液的pH值，其原理是将一个与氢离子活度有关的指示电极与另一参比电极放在被测溶液中构成电池，然后测定该电池的电动势E。由于参比电极电势恒定，该电池的电动势的数值就只与被测溶液中的氢离子活度aH+有关，于是可根据E的数值求算出溶液pH值，常用的氢

6、离子指示电极有：玻璃电极，氢电极及醌氢醌电极，本实验用醌氢醌电极为指示电极。甘汞电极为参比电极。15醌氢醌(为等摩尔的醌和氢醌的结晶化合物)电极的电极反响为：其电极电势为:246246)(22OHHCeHOHC20/22/2ln2HQQHQHQaaaFRTQHQpHFRTaFRTaFRTaaQHQQHQQHQQHQHQHQHQHQQQH303.2ln1ln2(0/0/20/2/22/22/22对苯二酚解离度极小）16假设用饱和甘汞电极作参比电极，当溶液的pH7.7时，醌氢醌电极为氧化电极(负极)，此时，溶液pH的公式请读者自行推导)。 由于pH8.5时,氢醌会发生电离, 碱性溶液中容易氧化,故

7、不能用于pH8.5的溶液,也不能在含硼酸盐的溶液中 (生成配合物)和含强氧化剂的溶液中运用。FRTEpHpHFRTEQHQQHQQHQ/303.2)303.2)(0/)(0/222饱和甘汞饱和甘汞甘汞（饱和）（17式中醌氢醌电极的规范电极电势 ，饱和甘汞电极的电势 的值均与温度有关，它们与温度的关系为：因此，假设测定了电池的电动势，根据便可求得溶液的pH值。 02/QHQ甘汞（饱和）FRTEpHQHQ/303.2)(0/2饱和甘汞实验温度甘汞（饱和）甘汞（饱和）甘汞（饱和）tttttttQHQ)25(106 . 72412. 0)25(1016. 9)25(1075. 1)25(1061. 6

8、2412. 0)25(106 . 72438. 0)25(104 . 76994. 04310264440/218三、仪器、药品： SDC-IIB数字电位差综合测试仪1台，锌电极1支，铜电极1支；铂电极1支；饱和甘汞电极1只；半电池2个；小烧杯8个，吸球1个，pH计PB-101 台，复合电极1支， 饱和KCl溶液， 0.10MZnSO4溶液， 0.10 MCuS04溶液，1 MHAC溶液；1 MNaAC溶 液。 甲液(每升溶液含11.376克Na2HP0412H20) 乙液(每升溶液含9.078克KH2P04), 醌氢醌晶体 规范电池请看教材260页。19四、实验步骤：1、电极制备及电池组合

9、(1)锌电极及锌半电池。用细砂纸打磨，用蒸馏水淋洗，用滤纸擦干，再将处置好的锌电极，插入清洁的半电池管内并塞紧，将虹吸管管口浸入有 0.10M ZnSO4溶液的烧杯内，用吸球自支管吸入ZnSO4，夹上螺旋夹，留意虹吸管内不能有气泡，也不能有漏液景象。 (2)铜电极及铜半电池；同法制备。20四、实验步骤： (3)电池组合：将饱和KCI溶液注入50ml小烧杯中，制成盐桥，将上述的锌半电池的虹吸管和铜半电池虹吸管插入烧杯中，所组成的电池为：电池1： Zn|Zn2+(0.1000molL-1)|Cu2+(0.1000molL-1)|Cu分别与甘汞电极组成的电池为：电池2： Zn|Zn2+(0.1000

10、molL-1)|KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)电池3： Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)|Cu2+(0.10molL-1)|Cu 21四、实验步骤：2、电动势的测定： (1) 分别估算待测电池的电动势。 (2)仔细阅读综合测试仪运用阐明书的有关部分。 (3)分别测定各待测电池的电动势，反复三次，取平均值。22四、实验步骤：测定电动势普通应留意： (1)衔接线路时，切勿将规范电池、任务电池、待测电池的正、负极接反。(2)刚组成的电池电动势不稳定，应待35分钟后再测定。 当任务电池刚接入电路时，电动势稍有下降。因此在电池接入电路后，应稍等几分钟再操作。(3)测试时必需

11、先按电位差计上“粗按钮，经调理使检流计示零后，再按“细按钮调理使检流计示零，以免检流计偏转过猛而损坏。按按钮时间要短，不超越1s，以防止过多电荷量经过规范电池和待测电池，呵斥严重极化景象，破坏电池的电化学可逆形状。防止在寻觅平衡点的过程中，原电池发生极化景象。 (4)在整个丈量过程中，因任务回路有电流经过，故任务电池的电动势会略有改动，因此，每测定一次就要校正一次。 23四、实验步骤：(5)、为了判别所丈量的电动势能否为平衡电势，普通应在15分钟左右的时间内，等间隔地丈量7-8个数据。假设这些数据是在平衡值附近摆动，偏向小于0.5mV，那么可以为已达平衡，记录最后三个数据，取平均值作为该电池的

12、电动势。24四、实验步骤：3、电动势法测溶液的pH值。 (1)配制以下溶液 取1.0moldm-3HAC及1.0moldm-3 NaAC溶液各5.00ml混合后蒸馏水稀释到20.00ml作待测液1。 取甲液1.00ml，乙液19.00ml混合，作待测液2。 取甲液14.00ml，乙液6.00ml混合，作待测液3。 将适量(黄豆大小)醌氢醌分别加在各待测溶液中，用玻璃棒搅均匀让其 充分溶解构成饱和溶液，然后将光亮铂电极和饱和甘汞电极分别插入待 测溶液 、 、中组成以下电池。 HgIHg2Cl2l KCl(饱和)ll待测溶液IQH2Q IPt (2)测定上述溶液的电动势 用电位差计分别测定上述电池的电动势，反复三次。 再以蒸馏水冲洗铂电极及甘汞电极外壁，并用滤纸拭干，浸入其他各待测溶液中组成电池，分别测定电动势，反复三次。 在测定时，一定要让醌氢醌充分溶解，真正构成饱和溶液之后进展测定，所得之值才干到达稳定。 4、用pH计测定上述溶液的pH值。25五、数据处置：26五、数据处置：27五、数据处置：1、根据公式计算Cu一Zn电池电动势的实际值， 并与实验进展比较，讨论产生误差的缘由。15.016.015.2981 .0)298(21)298(223202980Zn