20xx大學(xué)物理化學(xué)實驗報告-原電池電動勢的測定 -文庫吧
2025-01-17 05:57 本頁面
【正文】 電壓時要動作迅速，時間久了誤差會變大。檢流計只需要基本不偏轉(zhuǎn)即可。
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篇二：物理化學(xué)實驗報告電動勢的測定與應(yīng)用
實驗十七：電動勢的測定與應(yīng)用
班級：13級化學(xué)二班 學(xué)號：20205051209姓名：鄭潤田
一：實驗?zāi)康?br />1. 掌握對消法測定電池電動勢的的原理及電位差計的使用
2. 學(xué)會銀電極、銀—氯化銀電極的自制備和鹽橋的制備
3. 了解可逆電池電動勢的應(yīng)用
二：實驗原理
原電池是由兩個“半電池”組成，每一個半電池中有一個電極和相應(yīng)的溶液組成。由不同的半電池可以組成各式各樣的原電池。電池反應(yīng)中，正極起還原作用，負(fù)極起氧化作用，而電池反應(yīng)是電池中兩個電極反應(yīng)的總和，其電動勢為組成該電池的兩個半電池的電極電位代數(shù)和。若知道一個半電池的電極電位，即可求得其他半電池的電極電位。但迄今還不能從實驗上測得單個半電池的電極電位。在電化學(xué)中，電極電位是以某一電極為標(biāo)準(zhǔn)而求出其他電極的相對值，現(xiàn)在國際上采用的標(biāo)準(zhǔn)電極是標(biāo)準(zhǔn)氫電極，記在ΑH+=1，PH2=1atm時被氫吸附的鉑電極。由于氫電極使用比較麻煩，因此通常把具有穩(wěn)定電位的電極，如甘汞電極，銀—氯化銀電極等作為第二參比電極。
通過對電池電動勢的測定，可以求出某些反應(yīng)的ΔH,ΔS,ΔG等熱力學(xué)函數(shù)，電解質(zhì)的平均活動系數(shù)，難溶鹽的溶度積和溶液的pH等數(shù)值。但用電動勢的方法求如上的數(shù)據(jù)，必須是設(shè)計成一個可逆的電池，而該電池反應(yīng)就是所求的反應(yīng)。
例如用電動勢求AgCl的Ksp，需要設(shè)計如下的電池。
HgHg2Cl2 | KCl( 飽和 ) | | AgNO3 ( mol/L) | Ag
根據(jù)電極電位的能斯特公式，銀電極的電極電位：
負(fù)極反應(yīng)：Hg + Cl（飽和）??? 1/2Hg2Cl2 + e
正極反應(yīng)：Ag+ + e ??? Ag
總反應(yīng)：Hg + Cl（飽和）+ Ag+ ???1/2Hg2Cl2 + Ag
根據(jù)電極電位的能斯特公式，正極銀電極的電極電位：
φAg/Ag+ = φθAg/Ag+ + lgɑAg+
其中 φθ
Ag/Ag+ = （t25）
又例如通過電動勢的測定，求溶液的pH，可設(shè)計如下電池：
Hg Hg2Cl2 | KCl( 飽和 ) | | 飽和有醌氫醌的未知pH溶液 |Pt
醌氫醌是一種暗褐色晶體，在水中溶解度很小，在水溶液中依下式部分溶解。
C6H4O2C6H4(OH)2（醌氫醌）== C6H4O2(醌)+C6H4(OH)2(氫醌)
在酸性溶液中，對苯二酚解離度極小，因此醌與對苯二酚的活度可以認(rèn)為相同，即
α醌=α氫醌。
醌氫醌電極的制備很簡單，只需待測pH值溶液以醌氫醌飽和，浸入惰性電極（鉑電極）中即可。醌氫醌電極作為還原電極時，電極反應(yīng)是
C6H4O2（醌）+2H+ +2e →C6H4(OH）2（氫醌）
其電動勢為：φ醌氫醌 =φθ醌氫醌 –RT/Fln 1/αH+ =φθ醌氫醌 pH
通過實驗測得電池的電動勢，就可以計算出溶液的pH值。
用對消法測定原電池電動勢 原電池電動勢不能能用伏特計直接測量，因為電池與伏特計連接后有電流通過，就會在電極上發(fā)生生極化，結(jié)果使電極偏離平衡狀態(tài)。另外，電池本身有內(nèi)阻，所以伏特計測得的只是不可逆電池的端電壓。采用對消法（又叫補償法）可在無電流（或
極小電流）通過電池的情況下準(zhǔn)確測定電池
的電動勢。
對消法原理是在待測電池上并聯(lián)一個
大小相等、方向相反的外加電勢差，這樣待
測電池中沒有電流通過，外加電勢差的大小
即等于待測電池的電動勢。
三：儀器與藥品
1. 儀器
EM—30數(shù)字式電子電位差計 1臺銀電極 1支 鉑電極 1個小燒杯 2個 直流輻射式檢流計1臺飽
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