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1、原电池电动势的测定与应用 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望一、实验目的一、实验目的 加深对可逆电极、可逆电池、盐桥等概念的理解。掌握电位差计的测定原理和原电池电动势的测定方法。测定以下电池（I）及电池（II）的电动势。了解可逆电池电动势测定的应用。二、实验原理二、实验原理可逆电池的电动势可逆电池的电动势 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。如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。符号“”表示两相界面，“”表示盐
2、桥。在电池中，电极都具有一定的电极电势。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可逆电池的电动势。规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即：二、实验原理二、实验原理电池（I）：负极反应：正极反应：总反应：二、实验原理二、实验原理银电极的电极电势：饱和甘汞电极的电极电势：二、实验原理二、实验原理醌氢醌电极电极电势：电池（II）：正极反应：二、实验原理二、实验原理 原电池电动势不能直接用伏特计来测量，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可逆电池的端电压。准确测定电池的电动势只能
3、在无电流（或极小电流）通过电池的情况下进行，需用对消法。二、实验原理二、实验原理 对消法对消法测定原电池电动势 Ew-工作电源；EN-标准电池；EX-待测电池；R-调节电阻；RX-待测电池电动势补偿电阻；RN-标准电池电动势补偿电阻；K-转换电键；G-检流计原理：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。三、仪器与试剂三、仪器与试剂 仪器：SDC数字电位差计1台饱和甘汞电极1支光亮铂电极1支银电极1支250 mL烧杯1个20 mL小烧杯 2个U形管2个0.02 molL-1的硝酸银溶液0.2 molL-1的醋酸钠溶
4、液0.2 molL-1的醋酸溶液饱和氯化钾溶液醌氢醌晶体硝酸钾琼脂 试剂：四、实验步骤四、实验步骤1、制备盐桥 在250 mL烧杯中，加入100 mL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，继续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使用。制备好的盐桥不使用时应浸入饱和硝酸钾溶液中，防止盐桥干涸。四、实验步骤四、实验步骤2、组合电池取一20 mL小烧杯洗净后，用数毫升0.02 molL-1的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗，然后装此溶液至烧杯的2/3处，插入银电极，
5、用硝酸钾盐桥与饱和甘汞电极连接构成电池。另取一20 mL小烧杯，洗净后用数毫升0.2 molL-1的c与0.2 molL-1的NaAc的混合溶液连接同铂电极一起淌洗，然后装此混合液至烧杯的2/3处，加入少量醌氢醌粉末，用干净的小玻棒搅匀使之溶解，但仍保持溶液中含少量固体，然后插入光亮铂电极，架上盐桥与饱和甘汞电极组成电池。四、实验步骤四、实验步骤3、测定电池的电动势 根据Nernst公式计算实验温度下电池（I）、（II）的电动势理论值。正确接好测量电池（I）的线路。用SDC数字电位差计测量电池（I）的电动势。每隔2分钟测一次，共测三次。同法，用SDC数字电位差计测量电池（II）的电动势，要测至
6、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。五、实验记录及数据处理五、实验记录及数据处理 室温：；气压计读数：。电池（I）测定记录测定值（V）测定平均值（V）理论计算值（V）相对误差一次二次三次电 动 势（V）pH值测 定 值利用电动势求得的pH值理论值2分钟4分钟6分钟电池（II）测定记录六、实验注意事项六、实验注意事项（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，以便在测量时能迅速找到平衡点。（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一直连通，应接通一下调一下，直至平衡。（3
7、）为判断所测量的电动势是否为平衡电势，可在约15 min内等间隔地测量78个数据。若这些数据是在平均值附近摆动，偏差小于0.5 mV，则可认为已达平衡，并取最后三个数据的平均值作为该电池的电动势。七、提问与思考七、提问与思考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？如何选用盐桥以适合不同体系？3、使用醌氢醌电极的限制条件得什么？4、如果测量过程中，检零指示呈溢出符号，试从接线上分析可能是什么原因？八、参考文献八、参考文献 1、复旦大学等编物理化学实验第三版北京：高等教育出版社，20042、北京大学物理化学教研室教学组编物理化学实验北京：北京大学出版社，19813、清华大学物理化学实验编写组编物理化学实验北京：清华大学出版社，19914、柯以侃主编大学化学实验北京：化学工业出版社，20015、夏海涛主编物理化学实验哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20036、刘寿长，张建民，徐顺主编物理化学实验与技术郑州：郑州大学出版社，20047、吴子生，严忠主编物理化学实验指导书长春：东北师范大学出版社，1995