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1、信 x if r ri物理化学实验报告院 系 _ _ _ _ _ _ _ _ 化学化工学院班 级 _ _ _ _ _ _ _ _ 化 学 061_学 号 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 13_姓 名 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 沈建明_ _ _ _ _ _ _ _ _实验名称化学电池温度系数的测定日期 2023.4.2 0 同组者姓名 史黄亮室温 1 9.60 气压 102.0 kPa成 绩 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _一、目的和规定1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术;2、学会几种电
2、极和盐桥的制备方法；3、通过原电池电动势的测定求算有关热力学函数。二、基本原理(一)、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池对定温定压下的可逆电池而言：(ArGw)/p=nFE(1),Hm=-nEF+nFTdEST)P(3)式中，F为法拉弟(Farad y)常数；为电极反映式中电子的计量系数;E为电池的电动势。另，可逆电池应满足如下条件：1.电池反映可逆，亦即电池电极反映可逆。2.电池中不允许存在任何不可逆的液接界。3.电池必须在可逆的情况下工作,即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，
3、常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。(二)、求电池反映的A r G m、3m、A r Hm设计电池如下:A A g(s)I A g C 1 (s)I 饱 和 KC 1 I H g2C1 2 (s)|H g(l)分别测定电池在各个温度下的电动势，作E-T图，从曲线斜率可求得任一温度下运 用 公 式(1),(2),(3)即可求得该电池反映的A r G m、A r S m、A r Hm三、仪器、试剂S D C I I 数字电位差综合测试仪 1 台精密稳压电源(或蓄电池)SC 1 5 A 超级恒温槽铜电极 2只伯电极 1
4、只饱和甘汞电极 1只恒温夹套烧杯 2只HC 1 (0.1 0 0 0 m o l-k g-l)A g N O 3 (0.1 0 0 0 m o 1 -k g-1)镀银溶液 镀铜溶液1台1台K C 1 饱和溶液四、实验环节一、电极的制备1.银电极的制备将欲用的两只P t 电极（一个电极P t较短，作为阳极，另一个电极作为阴极,用于镀银）浸入稀硝酸溶液半晌，取出用蒸储水洗净。将洗净的电极分别插入盛有镀银液（A g NCh 3g,浓氨水,KI 60g）中，控制电流为0.3mA,电镀1 h,得白色紧密的镀银电极一只。2.Ag-AgC 1 电极制备将上面制成的一支银电极用蒸储水洗净，作为正极，以P t
5、电极作负极，在约 Imol dm，的H C1溶液中电镀。控制电流为2mA左右，30m in后，可得呈紫褐色的A g-A gC l电极。（可以观测到阴极有小气泡出现）二、电极组合与电动势测量1、将制备得到的A g-A gC l电极与Hg-Hg 2 c 1 2电极组成电池：Ag|AgCl|KC 1 （饱和）|Hg2c 1 2 I Hg2、接好测量电路；3、分别测定不同温度下的电动势。五、原始数据室温：1 9.6 0 室压：1 0 2.0 kP a温度/1 9.62 4.62 9.63 4.63 9.64 4.6电动势E/V0.03 9240.03 8200.038700.038900.039050
6、.0 399 10.039 310.038250.038 680.0 39060.039160.04 00 30.039110.03 8290.0 38670.038 840.039260.0 4 011平均值E/V0.0 39220.038 250.0386 80.0389 30.039160.040 02六、数据解决uJ0.0 4 00.0 4 00.0 4 00.0 4 00.0 3 90.0 3 90.0 3 90.0 3 90.0 3 90.0 3 80.0 3 8温度系数的测定y=6 E-0 6 x*1 2 *-0.0 0 3 6 x+0.5 7 9 8R2=0.8 5 7 20.
7、0 3 82 9 0 2 9 5 3 0 0 3 0 5 3 1 0 3 1 5 3 2 0T/K根据曲线的方程(y=6 X 1 Ox2-0 .0 0 3 6 x+0.5 7 9 8)可求出 1 8、2 5、35c下的E值，并由曲线的斜率（k=l.2义1 0一）_0.0 0 3 6 ）可得到歌温度下的温度系数（等。计算如下：1 8 C 时（x=2 9 1 .1 5 K）:-6 2E =6 X 1 0 X 2 1 9.1 5 -0.0 0 3 6 X 2 1 9.1 5+0.5 7 9 8 =0.0 4 0 2 7 V2 5c时(x=2 9 8.1 5 K):E=6 X 1 0-6 X 2 9
8、8.1 52-0 .0 0 3 6 X 2 9 8.1 5+0.5 7 9 8 =0 .0 3 9 8 2 VdE=k=-1.0 6 X 1 0 4dEdT=K=-2.2 2 X 1 0 tp3 5 时(x=3 0 8.1 5 K):E=6 X I 0 6 X 3 0 8.1 52-0.0 0 3 6 X 3 0 8.1 5+0.5 7 9 8 =0.0 4 0 2 0 V=k=9.78X10ST)p2.计算 1 8、2 5、35c下的 A r G m、ArSm A rHm(ArGm)r p=-nFE-nEF+nFT1 8 时(T=2 9 1.1 5 K):(rGm)T p=nFE=-1 X
9、9 6 5 0 0 X 0.0 4 0 2 7 =-3 8 8 6.0 5 J/mo l=1 X 9 6 5 0 0 X (-1.0 6 X 1 0 )=-1 0.2 5 J /mo lrHm=-nEF+nFT|=-3 8 8 6.0 5+(-l 0.2)X 2 9 1.1 5 =-6 8 6 9 .84 J/m o l2 5 时(T=2 9 8.1 5 K)：(范/丁-FE=-1 X9 6 5 0 0 X 0.0 3 9 8 2 =-3 8 4 2.6 8 J/mo lAS“=”变=1 X 9 6 5 0 0 X(-1.0 6 X 1 0 )=2.1 4 J/mo lrHm=-nEF+nFT
10、dEdT=-3 8 8 6.0 5+(-1 0.2)X 2 9 1.1 5 =-4 4 8 1.41 J/mo l 3 5 时(T=3 0 8.1 5 K):(ArGm)T p=nFE=-I X 9 6 5 0 O X 0 .0 4 0 2 0 =-3 8 7 9.1 6 J/m o lrSm=n F =1 X 9 6 5 0 0 X(-1.0 6 X 1 0 4)=9.4 4 J/mo l=-nEF+nFT|=-3 8 8 6.0 5 +(-1 0 .2)X 2 9 1 .1 5 =-9 7 0.9 3 J/m七、思考题1、本实验中，假如采用0.1 或 2.0 mo l/d m，的K C 1
11、 溶液，对电池电动势测量是否有影响?为什么？答：本实验中，假如采用0.1 或 Z.O mo l/d n?的K C 1 溶液，对电池电动势测量没有影响。本实验所采用的电极为将制备得到的A g-A g C 1 电极与H g一H g 2 c lz 电极组成电池:A g I A g C l|K C 1（饱和）I H g 2 c L I H g ,它的电极反映为：A g+H g z C L f A g C l+H g,可见该反映与K C 1 的浓度无关。22、如何用测得的电动势数据来计算电池反映的平衡常数？答:可以通过公式rG m=-nF E =R T lnK 计算，只要电动势E已知，便可求平衡常数K 。