【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 值，現(xiàn)在國(guó)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(shí)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(duì)電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)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(dòng)系數(shù)，難溶鹽的溶度積和溶液的pH等數(shù)值。但用電動(dòng)勢(shì)的方法求如上的數(shù)據(jù)，必須是設(shè)計(jì)成一個(gè)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(dòng)勢(shì)求AgCl的Ksp，需要設(shè)計(jì)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(dòng)勢(shì)的測(cè)定，求溶液的pH，可設(shè)計(jì)如下電池： HgHg2Cl2 | 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(duì)苯二酚解離度極小，因此醌與對(duì)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(jiǎn)單，只需待測(cè)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(shí)，電極反應(yīng)是 C6H4O2（醌）+2H+ +2e→C6H4(OH）2（氫醌）其電動(dòng)勢(shì)為：φ醌氫醌 =φθ醌氫醌 –RT/Fln 1/αH+ =pH 通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得電池的電動(dòng)勢(shì)，就可以計(jì)算出溶液的pH值。用對(duì)消法測(cè)定原電池電動(dòng)勢(shì) 原電池電動(dòng)勢(shì)不能能用伏特計(jì)直接測(cè)量，因?yàn)殡姵嘏c伏特計(jì)連接后有電流通過，就會(huì)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(jì)測(cè)得的只是不可逆電池的端電壓。采用對(duì)消法（又叫補(bǔ)償法）可在無電流（或 極小電流）通過電池的情況下準(zhǔn)確測(cè)定電池 的電動(dòng)勢(shì)。對(duì)消法原理是在待測(cè)電池上并聯(lián)一個(gè) 大小相等、方向相反的外加電勢(shì)差，這樣待 測(cè)電池中沒有電流通過，外加電勢(shì)差的大小 即等于待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)。三：儀器與藥品 EM—30數(shù)字式電子電位差計(jì) 1臺(tái)銀電極 1支 鉑電極 1個(gè)小燒杯 2個(gè) 直流輻射式檢流計(jì)1臺(tái)飽和甘共電極1支 導(dǎo)線2條鹽橋 4根 HCl（）HCl（1mol/ml）AgNO3（）未知pH溶液 KCl(飽和溶液)醌氫醌 四：實(shí)驗(yàn)步驟 本實(shí)驗(yàn)測(cè)定如下兩個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì) ①HgHg2Cl2 | KCl(飽和)| | AgNO3( mol/L)| Ag ②HgHg2Cl2 | KCl(飽和)| | 飽和有醌氫醌的未知pH溶液 |Pt 將鉑絲電極放在濃HNO3中浸泡15分鐘，取出用蒸餾水沖洗，如表面仍不干凈，用細(xì)晶相砂紙打磨光亮， moldm3AgNO3溶液的小燒杯中，按圖7－1接好線路，調(diào) 節(jié)可變電阻，使電流在3mA、直流穩(wěn)壓源電壓控制在6V鍍 20分鐘。 moldm3的HNO3溶液沖洗，用濾紙 吸干，＋ mHNO3溶液的半 電池管中(如圖7－2）： 為了消除液接電位，必須使用鹽橋。參見附錄的方法，制備KNO3鹽橋和KCl 鹽橋。分別放入飽和的KNO3溶液和KCl溶液中待用。： 測(cè)量可逆電池的電動(dòng)勢(shì)不能直接用伏特計(jì)來測(cè)量。因?yàn)殡姵嘏c伏特計(jì)相接后，整個(gè)線路便有電流通過，此時(shí)電池內(nèi)部由于存在內(nèi)電阻而產(chǎn)生某一電位降，并在電池兩極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，溶液濃度發(fā)生變化，電動(dòng)勢(shì)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。所以要準(zhǔn)確測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)，只有在電流無限小的情況下進(jìn)行，所采用的對(duì)消法就是根據(jù)這個(gè)要求設(shè)計(jì)的。圖73為對(duì)消法測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)的原理圖。回路是由穩(wěn)壓電源、可變電阻和電位差 過回路的電流為某一定值。在電位差計(jì)的滑線電阻上產(chǎn)生確定的電位降，其數(shù)值由己知電動(dòng)計(jì)組成。穩(wěn)壓電源為工作電源，其輸出電壓必須大于待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)。調(diào)節(jié)可變電阻使流(1)組裝電池：將上述制備的銀電極與實(shí)驗(yàn)室提供的Ag－AgCl｜Cl－()參比電極組成電池，Ag－AgCl｜Cl－()║AgNO3()｜ Ag。根據(jù)理論計(jì)算確定電極電位的高低與電極的正負(fù)，將其置于恒溫槽中，將自制的KNO3鹽橋橫插在兩半電池管的小口上，注意兩半電池管中溶液一定要與鹽橋底端相接。(2)電池電動(dòng)勢(shì)測(cè)量：EM—30 數(shù)字式電子電位差計(jì) a、①校準(zhǔn)零點(diǎn)，功能鍵選擇“外標(biāo)”位置，“外標(biāo)”接口短接，電動(dòng)勢(shì)檔撥到電動(dòng)勢(shì)指示為零，按校準(zhǔn)按鈕，平衡指示即為零。②標(biāo)準(zhǔn)電池（或儀器自帶基準(zhǔn)）接在“外標(biāo)”位置，將電動(dòng)勢(shì)檔撥到電動(dòng)勢(shì)指示為標(biāo)準(zhǔn)電池的電勢(shì)值，按校準(zhǔn)按鈕，平衡指示即為零。b、測(cè)量待測(cè)電池的電動(dòng)勢(shì)方法： 功能選擇撥至“測(cè)量”位置，鏈接待測(cè)電池至“測(cè)量”，調(diào)節(jié)電動(dòng)勢(shì)撥檔直到平衡指示接近于零，穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)為所測(cè)電動(dòng)勢(shì)測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)：（1）連接好電路，根據(jù)接線柱的正負(fù)極和相對(duì)應(yīng)的顏色，鏈接時(shí)由于測(cè)量存在著誤差，每次測(cè)量需要重新的矯正誤差，選擇“外標(biāo)”檔位，連接線接入矯正的孔徑。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)電極的矯正。然后換檔位至測(cè)量，改變接線柱連接線至測(cè)量孔徑，把正極接入銀電極，負(fù)極接入汞—氯化亞汞電極進(jìn)行測(cè)量。這時(shí)依次旋動(dòng)EM—30 數(shù)字式電子電位差計(jì)按鈕使平衡指示的數(shù)字顯示為零或者零附近上下擺動(dòng)的數(shù)字。這時(shí)電動(dòng)勢(shì)的指示即為所測(cè)得電池電動(dòng)勢(shì)的指示。這時(shí)測(cè)得的讀數(shù)為499mV。（2）同樣的方法可以測(cè)得醌氫醌電極的電動(dòng)勢(shì)為這時(shí)測(cè)得的讀數(shù)為141mV。五：數(shù)據(jù)處理 室溫： 25℃大氣壓： （I）測(cè)定記錄 HgHg2Cl2 | KCl(飽和)| | AgNO3( mol/L)| Ag E實(shí)際測(cè)= （Ⅱ）測(cè)定記錄 HgHg2Cl2 | KCl(飽和)| | 飽和有醌氫醌的未知pH溶液 |Pt E實(shí)際測(cè)= 篇三：華師物化實(shí)驗(yàn)原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定與應(yīng)用 華 南 師 范 大 學(xué) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 學(xué)生姓名：dxh 學(xué)號(hào)： 專業(yè)：化學(xué)師范年級(jí)、班級(jí)：2011級(jí)化教六班 課程名稱：物理化學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定與應(yīng)用 指導(dǎo)老師：蔡躍鵬 實(shí)驗(yàn)評(píng)分： 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?； ； ，可逆電極、鹽橋等概念的理解； （1）的電動(dòng)勢(shì)； ； ，測(cè)定其在不同溫度下的電動(dòng) 勢(shì)值，計(jì)算電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)△G、△S、△H?！緦?shí)驗(yàn)原理】 可設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生失去電子進(jìn)行氧化反應(yīng)的部分可作為陽極，發(fā)生獲得電子進(jìn)行還原反應(yīng)的部分可作為陰極，兩個(gè)半點(diǎn)池組成一個(gè)原電池。電池的書寫習(xí)慣是左方為負(fù)極，即陽極，右方為正極，即陰極。符號(hào)“|”表示 ”表示。如電池反應(yīng)是自發(fā)的，則其電動(dòng)勢(shì)為正，等于陰極電極電勢(shì)E?與陽極電極電勢(shì)E? 之差，即E?E??E? 以銅鋅電池為例。銅鋅電池又稱丹尼爾電池（Daniell cell），是一種典型的原電池。此電池可用圖示表示如下： ?ZnZnSO4(a1?1mol?kg?1)CuSO4(a2?1mol?kg?1)Cu? 左邊為陽極，起氧化反應(yīng) ZnZn2?(a1)?2e 其電極電勢(shì)為 ? E陽?E??E?? RTa(Zn)ln 2Fa(Zn2?)右邊為陰極，起還原反應(yīng) Cu2?(a2)?2eCu 其電極電勢(shì) ? E陰?E??E?? RTa(Cu)ln2? 2Fa(Cu)總的電池反應(yīng) Zn?Cu2?(a2)Zn2?(a1)?Cu 原電池電動(dòng)勢(shì) RTa(Zn2?)RTa(Zn2?)? =E? E?(E??E?)?lnln2?2? 2Fa(Cu)2Fa(Cu)? ? ?? E?、E?分別為鋅電極和銅電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢(shì)，a(Zn2?)和a(Cu2?)分 別為 Zn2?和Cu2?的離子活度。本實(shí)驗(yàn)所測(cè)定的三個(gè)電池為： 1．原電池?Hg(l)Hg2Cl2(s)KCl(AgNO3(?dm?3)Ag(s)? 陽極電極電勢(shì)E?/V?EHg2Cl2(s)/Hg/V???10?4(t/℃?25)?陰極電極電勢(shì)E??EAg?/Ag?E? Ag?/Ag RT lna(Ag?)F E?/V???(t/℃?25)Ag?/Ag ?原電池電動(dòng)勢(shì) E?E??E??E? Ag?/Ag RT lna(Ag?)?EHg2Cl2(s)/Hg F 2．原電池 ?AgAgCl(s)KCl(?dm?3)A