电动势的测定实验报告

电动势的测定实验报告

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一、实验目的

1、掌握对消法测量电动势的原理及电位差计的使用方法。

2、学会测定电池的电动势。

(1)Hg(l),HgCl2(s)|KC1(饱和)||AgNo3(0.ImoL广)|Ag(s)；

(2)Hg(l),HgCl2(s)I|H+

(0.Imol.Tl)HAC-0.Imol.l-1NaAC),Q.IQIPt；

(3)Hg(l),HgCl2(s)|KC1(饱和)||父(酒石酸-酒石酸钠溶液)，

Q.H2QIPt

3、了解电动势法测定溶液pH值的原理，并计算HAC-NaAC缓冲溶液

的pH值。

实验原理

1.对消法测电动势

如图1,电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计连

接后有电流通过，就会在电极上发生电极极化，结

果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻,

所以伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。测

量电池电动势只能在尢电流通过电池的情况下进

行，因此需用对消法(又叫补偿法)来测定电动势。图1对消法测电动势图

对消法的原理是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。对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理

如图1所示。电位差计由三个回路组成：工作电流回路、标准回路和

测量回路。

2.电极电势的测量原理

电池的电动势E可表示为：E=E右-E左（E右和E左分别表示右边和左

边的电极的电极电势）。

可逆电池电动势的测定必须在电流无限接近于零的条件下进行，电极

电势的能斯特方程：

E电核二E"电极+RT/nF•ln[a（氧化态）/o（还原态）]

C（B二nbs/b

三、实验仪器和试剂

EM-3D型数字式电子电位差计、232型甘汞电极1支、216型

银电极1支、100型粕电极1支、50ml烧杯4个、U型管1支、电炉

1个；饱和氯化钾溶液、0.Imol/L硝酸银溶液、0.2mol/L醋酸溶液、

02moi/L醋酸钠溶液、02moi/L酒石酸溶液、02moi/L酒石酸钠溶

液、配氢醍（AR）、硝酸钾（AR）、琼脂（AR）、蒸偏水。

实验步骤

1、记录实验的初始温度，即为t.

2、打开电位差计电源开关，将“测量选择”钮置于“测量挡"°

3、在干净的50ml小烧杯中装入饱和氯化钾溶液约1/2杯，将饱和

甘汞电极插入其中，另取一小烧杯，装入约1/31/2杯的硝酸银溶液,

并插入银电极。

4、将两根测量连接导线分别插入测量孔中，并与所组成电池的相

应电极相连(负极连甘汞电极，正极连银电极)，按从大到小的顺序

依次调“10下”“1。2厂"10”，，"I。””及“补偿”旋钮，使"检零

指示”在零值附近基本恒定，此时“电位指示”所显示的数值即为电

池(1)的电动势，记录数据。对其测量三次，取平均值作为电动势

的数值。

5、另取一个干净的小烧杯，装入10ml0.2moi/L的11AC溶液和

lOmlO.2moi/L的NaAC溶液，在加入适量的酸氢醍粉末，混匀使限氢

醍充分溶解达饱和，插入粕电极，用盐桥连接构成电池(2)0再按步

骤3测量其电动势，并记录数据。

6、换用10ml的酒石酸和10ml的酒石酸钠溶液代替步骤4中的HAC

溶液和NaAC溶液，重复步骤4的操作制作电池(3),再按步骤3测

量其电动势，并记录数据。

6、实验结束后，再记录一次温度，即为2

7、关闭电源，清理仪器。

五.实验数据记录及处理

实验开始前记录温度ti=24.0℃,实验结束后记录温度t2=24.2℃

所以，实验温度t=(ti+t2)/2=24.1℃

电池(1)的电池电动势

1.电池(1)的理论电动势

E甘汞=0.2410V-0.00065V(t/℃-25)=0.24159V

E°(Ag+/Ag)=0.7994V-0.00097V(t/℃-25)=0.800273V

=0.679246V

E=E右-E左二0.679246-0.24159=0.43766V

相对误差：E=E实总理论x100%=5.67%

E理论

电池(2)的电池电动势

平均值

电动势(mV)

186.21

183.14185.52

187.20

2.电池(2)的理论电动势

E甘汞二0.2410V-0.00065V(t/℃-25)=0.24159V

E0(Q.H2Q)=0.6993V-0.00074(t/℃-25)=0.699966V

PH=-lgKa+ig至=Tg(1.75X10-5)+lg(Q-1x0/79)=4.65

aHAC°，1

E(Q/H,O)=E°(Q/H20)-空但竺p”=0.699966V-2.303X8.3145X

F

297.25X4.65/96485=0.42565V

E=E右-E4=0.42565V-0.24159V=0.18406V

相对误差：E=E实:管论x100%=7.87%

E理论

电池(3)的电池电动势

平均值

电动势(mv)

231.36

237.28233.14

230.79

3、计算电池(3)中酸性溶液的PH值

E甘汞=0.241Ov-0.00065V(t/℃-25)=0.24159V

E°(Q.H2Q)=0.6993v-0.00074(t/℃-25)=0.699966V

_E」(Q.H2Q)-E甘汞-E_0.699966-0.24159-0.23314_

P-2.303RT/F-0.0587—

六.实验思考题

1.为何用伏特表不能准确测定电动势？

答：因为当把伏特计与待测电池接通后，整个线路上便有电流通过,

电极的平衡状态即受

到破坏，产生极化现象，而且由于电池放弓，使得电池中溶液的组成

不断发生变化，改变了原来电池的性质。另外，由于电池本身存在内

阻而产生电位降。因此，用伏特计所测量出的

只是电池的端电压，而非电动势。回路中的电流不为零，测出的电池

两端的电压比实际的

电动势要小，因此用伏特计不能准确测定电池电动势，不能用伏特计

准确测定电动势。

2.参比电池应具备什么条件？它有何功用？

答：盐桥的选择原则：1）.不与电解质溶液液发生反应；2）.盐桥溶

液中两种离子的迁移速率相近；3）.盐桥溶液中离子浓度尽量大，以

的减小误差，一般可用饱和液；

盐桥的作用：当两种不同的电解质溶液接触或者两种不同浓度的同种

电解质溶液接触时，由于离子的扩散速率不同，将会产上液体接界电

势。加入盐桥，就是为了平衡离子的扩散，消除这个液体接界电势,

尽量减小误差。

3、盐桥有何作用？在制备盐桥时，其电解质选择的原则是什么？

答：盐桥的作用是使原来产生明显液接电势的两种液体彼此不直接接

触，从而尽可能降低液

接电势到毫伏数量级一下，但不能完全消除。

注意的问题：（1）盐桥溶液应不与电池溶液发生化学反应；（2）盐桥

溶液中阴阳离子的

迁移数应尽量相等。

4.测定电动势时，如果电池的极性接反了，会有何后果？工作电池、

标准电池、未知电池中的任何一个没有接通会有何后果？

答：电池极性接反将导致回路的电流无法调整到零，即无法测定待测

电池的电动势。如昊工作电池、标准电池、未知电池中的任何一个没

有接通，会导致在测定过程中，检流计一直往一边偏转，无法找到平

衡点。

5.在