电动势的测定0911

一、试验目的

2.了解对可逆电池、可逆电极、盐桥等概念。1.驾驭电位差计的测定原理和测定电池电动势的方法。

3.测定Ag、Zn电极电势和Ag浓差电池电动势。二、试验原理1.可逆电池的电动势

电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。负极进行氧化反应，正极进行还原反应。假如电池反应是自发的，则电池电动势为正。符号“∣”表示两相界面，“‖”表示盐桥。在电池中，电极都具有确定的电极电势。当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势之差就等于该可逆电池的电动势。二、试验原理2.对消法测电动势的原理

原电池电动势不能干脆用伏特计来测量，因为电池与伏特计接通后有电流通过，在电池两极上会发生极化现象，使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，伏特计所量得的仅是不行逆电池的端电压。利用对消法可在电池无电流（或微小电流）通过时测得其两极间的电势差，即为该电池的平衡电动势。二、试验原理在待测电池上并联一个大小相等，方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势（如图1）。图1对消法测电动势示意图

Ew-工作电源；Es-标准电池；R-调整电阻；EX-待测电池；RAC-标准电池电动势补偿电阻；RAD-待测电池电动势补偿电阻；K1、K2-转换电键；G-检流计Ew二、试验原理电池（1）：负极反应：正极反应：总反应：规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即：二、试验原理银电极的电极电势：饱和甘汞电极的电极电势：二、试验原理同理锌电极的电极电势：电池（2）：浓差电池（3）：三、仪器与试剂

仪器：EM-3C数字电位差计1台饱和甘汞电极 1支银电极 2支锌电极1支250mL烧杯 1个50mL小烧杯 2个电极瓶 2个0.01molL-1的AgNO3溶液0.1molL-1的AgNO3溶液0.1molL-1的ZnSO4溶液饱和氯化钾溶液饱和硝酸钾溶液琼脂稀硫酸饱和硝酸亚汞溶液试剂：四、试验步骤1.制备盐桥在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热至近沸，接着加热至琼脂完全溶解。然后加入40g硝酸钾，充分搅拌使硝酸钾完全溶解后，趁热用滴管将它灌入干净的U形管中，两端要装满，中间不能有气泡，静置待琼脂凝固后便可运用。制备好的盐桥不运用时应浸入饱和硝酸钾溶液中，防止盐桥干枯。二、试验原理2.电极处理：2.1锌电极：先用稀硫酸溶液洗去锌电极表面的氧化物，再用蒸馏水淋洗干净,浸入饱和硝酸亚汞溶液中约5s，表面上即生成一层光亮的汞齐，用蒸馏水冲洗晾干后，插入0.1000mol·L-1ZnSO4中待用。2.2银电极：将两支银电极用抛光砂纸轻轻擦亮，再用蒸馏水淋洗干净擦干。把两支处理好的银电极插入0.1molL-1的AgNO3溶液中，测量两电极间的电势值。电位差小于0.005V即可在浓差电池中运用。四、试验步骤3.组合电池取一电极瓶洗净后，插入银电极，用数毫升0.10molL-1的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗，然后装此溶液至恰当处，用硝酸钾盐桥与饱和甘汞电极连接构成电池。取一电极瓶洗净后，插入银电极，用数毫升0.01molL-1的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗，然后装此溶液至恰当处，用硝酸钾盐桥与0.10molL-1的硝酸银溶液组成电池。另取50mL小烧杯，洗净后用数毫升0.1molL-1ZnSO4溶液连接同锌电极一起淌洗，然后装此混合液至烧杯的2/3处，用盐桥与饱和甘汞电极组成电池。四、试验步骤4.测定电池的电动势依据Nernst公式计算试验温度下电池（1）、（2）、（3）的电动势理论值。正确接好测量电池（1）的线路。用数字电位差计测量电池（1）的电动势。每隔2分钟测一次，共测三次。同法，用数字电位差计测量电池（2）、（3）的电动势，要测至平衡时为止。测量完毕后，倒去两个小烧杯的溶液，洗净烧杯的溶液。盐桥两端淋洗后，浸入硝酸钾溶液中保存。四、试验步骤5.电动势与温度关系的测定调整恒温槽的温度为20℃，温度恒定10分钟后，测定电池（2）的电动势。升温5℃左右，测定20～50℃下的电动势。测量完毕后，倒去小烧杯和电极瓶的溶液，洗净仪器。盐桥两端淋洗后，浸入硝酸钾溶液中保存。读取室和顺大气压。五、试验记录及数据处理室温：

；气压计读数：

。电池测定记录电池测定值（V）测定平均值（V）理论计算值（V）相对误差一二三123电动势与温度关系测定记录温度℃202530354045电动势V五、试验记录及数据处理依据浓差电池计算的溶度积。作电势与温度曲线，求温度系数。依据温度系数，计算各热力学函数。六、试验留意事项1.为使极化影响降到最小，测量前可初步估算被测电池的电动势大小，以便在测量时能快速找到平衡点。2.测量电池电动势时，在对消点前，测量回路有电流通过，在测量过程中不能使测量回路始终连通，应接通一下调一下，直至平衡。3.为推断所测量的电动势是否为平衡电势，可在约15min内等间隔地测量7～8个数据。若这些数据是在平均值旁边摇摆，偏差小于±0.5mV，则可认为已达平衡，并取最终三个数据的平均值作为该电池的电动势。七、提问与思索1.为何测电动势要用对消法？对消法的原理是什么？2.测电动势为何要用盐桥？盐桥选用原则是什么？3.标准电池的构造以及运用时要留意什么？4.假如测量过程中，检零指示呈溢出符号，试从接线上分析可能是什么缘由？八、参考文献

1.复旦高校等编．物理化学试验．第三版．北京：高等教化出版社，2004．2.北京高校物理化学教研室教学组编．物理化学试验．第四版．北京：北京高校出版社，2001．3.清华高校物理化学试验编写组编．物理化学试验．北京：清华高校出版社，1991．4.许炎妹，邵晨主编