【文章內(nèi)容簡介】 值，現(xiàn)在國際上采用的標準電極是標準氫電極，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： 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，對苯二酚解離度極小，因此醌與對苯二酚的活度可以認為相同，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+ =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 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：實驗步驟 本實驗測定如下兩個電池的電動勢 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。： 測量可逆電池的電動勢不能直接用伏特計來測量。因為電池與伏特計相接后，整個線路便有電流通過，此時電池內(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)生化學反應(yīng)，溶液濃度發(fā)生變化，電動勢數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。所以要準確測定電池的電動勢，只有在電流無限小的情況下進行，所采用的對消法就是根據(jù)這個要求設(shè)計的。圖73為對消法測量電池電動勢的原理圖?；芈肥怯煞€(wěn)壓電源、可變電阻和電位差 過回路的電流為某一定值。在電位差計的滑線電阻上產(chǎn)生確定的電位降，其數(shù)值由己知電動計組成。穩(wěn)壓電源為工作電源，其輸出電壓必須大于待測電池的電動勢。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驗室提供的Ag－AgCl｜Cl－()參比電極組成電池，Ag－AgCl｜Cl－()║AgNO3()｜ Ag。根據(jù)理論計算確定電極電位的高低與電極的正負，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)電池電動勢測量：EM—30 數(shù)字式電子電位差計 a、①校準零點，功能鍵選擇“外標”位置，“外標”接口短接，電動勢檔撥到電動勢指示為零，按校準按鈕，平衡指示即為零。②標準電池（或儀器自帶基準）接在“外標”位置，將電動勢檔撥到電動勢指示為標準電池的電勢值，按校準按鈕，平衡指示即為零。b、測量待測電池的電動勢方法： 功能選擇撥至“測量”位置，鏈接待測電池至“測量”，調(diào)節(jié)電動勢撥檔直到平衡指示接近于零，穩(wěn)定時讀數(shù)為所測電動勢測量電池的電動勢：（1）連接好電路，根據(jù)接線柱的正負極和相對應(yīng)的顏色，鏈接時由于測量存在著誤差，每次測量需要重新的矯正誤差，選擇“外標”檔位，連接線接入矯正的孔徑。進行標準電極的矯正。然后換檔位至測量，改變接線柱連接線至測量孔徑，把正極接入銀電極，負極接入汞—氯化亞汞電極進行測量。這時依次旋動EM—30 數(shù)字式電子電位差計按鈕使平衡指示的數(shù)字顯示為零或者零附近上下擺動的數(shù)字。這時電動勢的指示即為所測得電池電動勢的指示。這時測得的讀數(shù)為499mV。（2）同樣的方法可以測得醌氫醌電極的電動勢為這時測得的讀數(shù)為141mV。五：數(shù)據(jù)處理 室溫： 25℃大氣壓： （I）測定記錄 HgHg2Cl2 | KCl(飽和)| | AgNO3( mol/L)| Ag E實際測= （Ⅱ）測定記錄 HgHg2Cl2 | KCl(飽和)| | 飽和有醌氫醌的未知pH溶液 |Pt E實際測= 篇三：華師物化實驗原電池電動勢的測定與應(yīng)用 華 南 師 范 大 學 實 驗 報 告 學生姓名：dxh 學號： 專業(yè)：化學師范年級、班級：2011級化教六班 課程名稱：物理化學實驗 實驗項目：原電池電動勢的測定與應(yīng)用 指導(dǎo)老師：蔡躍鵬 實驗評分： 【實驗?zāi)康摹?； ； ，可逆電極、鹽橋等概念的理解； （1）的電動勢； ； ，測定其在不同溫度下的電動 勢值，計算電池反應(yīng)的熱力學函數(shù)△G、△S、△H?！緦嶒炘怼?可設(shè)計成原電池的化學反應(yīng)，發(fā)生失去電子進行氧化反應(yīng)的部分可作為陽極，發(fā)生獲得電子進行還原反應(yīng)的部分可作為陰極，兩個半點池組成一個原電池。電池的書寫習慣是左方為負極，即陽極，右方為正極，即陰極。符號“|”表示 ”表示。如電池反應(yīng)是自發(fā)的，則其電動勢為正，等于陰極電極電勢E?與陽極電極電勢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 ? E陰?E??E?? RTa(Cu)ln2? 2Fa(Cu)總的電池反應(yīng) Zn?Cu2?(a2)Zn2?(a1)?Cu 原電池電動勢 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準還原電極電勢，a(Zn2?)和a(Cu2?)分 別為 Zn2?和Cu2?的離子活度。本實驗所測定的三個電池為： 1．原電池?Hg(l)Hg2Cl2(s)KCl(AgNO3(?dm?3)Ag(s)? 陽極電極電勢E?/V?EHg2Cl2(s)/Hg/V???10?4(t/℃?25)?陰極電極電勢E??EAg?/Ag?E? Ag?/Ag RT lna(Ag?)F E?/V???(t/℃?25)Ag?/Ag ?原電池電動勢 E?E??E??E? Ag?/Ag RT lna(Ag?)?EHg2Cl2(s)/Hg F 2．原電池 ?AgAgCl(s)KCl(?dm?3)A