37电动势的测定及应用
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37电动势的测定及应用
宁波工程学院；物理化学实验报告；实验名称电动势的测定及应用；一.实验目的；1.通过实验加深对可逆电池、可逆电极、盐桥等概念；2.掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使；3.通过电池Ag|AgNO3(b1)||KCl(；4.了解标准电池的使用和不同盐桥的使用条件；二.实验原理；1.可逆电池的电动势：；在电池中，电极都具有一定的电极电势；E=ψ+－ψ-；可
宁波工程学院物理化学实验报告实验名称
电动势的测定及应用一.实验目的1.通过实验加深对可逆电池、可逆电极、盐桥等概念的理解。2.掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。3.通过电池Ag | AgNO3(b1) || KCl(b2) | Ag-AgCl |Ag的电动势求AgCl的Ksp。4.了解标准电池的使用和不同盐桥的使用条件。二.实验原理1.可逆电池的电动势：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极电势。规定电池的电动势等于正负电极的电极电势之差，即：E=ψ+－ψ-可逆电池必须具备的条件为：（1）反应可逆。（2）能量可逆。（3）电池中所进行的其它过程可逆。测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量，采用的对消法。2.对消法测定原电池电动势原理：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，外加电动势的大小即等于待测电池的电动势。 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 3.电极：（1）标准氢电极：电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准。将标准氢电极与待测氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。（2）参比电极：由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电极电动势已精确测出。4.电池：电池（1）：（-）Hg(s) | Hg2Cl2(s) | KCl(饱和) || AgNO3(c) | Ag(s) (+)电池（2）：（-）Hg(s)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)||KCl(c)|AgCl(s),Ag(s) (+)三.实验仪器与药品1、仪器：EM-3C数字式电子电位差计；检流计；标准电极；银电极1支；银-氯化银1支；饱和甘汞电极1支；50ml烧杯2个；导线、滤纸若干。2、试剂：0.01，0.03，0.05，0.07，0.09（mol*dm-3）KCl溶液；0.01，0.03，0.05，0.07，0.09（mol*dm-3）AgNO3溶液；饱和KCl溶液。 四．实验步骤1、打开EM-3C数字式电子电位差计总电源预热15分钟。2、读室温，利用韦斯顿标准电池电动势温度校正公式，计算标准电池在室温时的电动势Es。Es=1.0×10-5 (T/K－293.15)9.5×10-7(T/K－293.15)23、将电位差计面板右侧的拨位开关拨到D外标‖位置，调节左侧拨位开关至标准电池的实际Es值。用导线把标准电极正负极和电位差计面板右侧的D外标‖测量孔的正负极相连接。按一下校准按钮，观察右边平衡指示LED显示值是否为零，为零时校准完毕。4、测量待测电池（1）的电动势：取1个干燥、洁净的50ml烧杯，倒入约25ml 0.01mol*dm-3AgNO3溶液，将银电极插入该AgNO3溶液中；并将饱和甘汞电极插入装有饱和KCl溶液的容器内；将KNO3盐桥的两个支脚插入上述两个容器中；如此构成了电池（1）。将电位差计面板右侧的拨位开关拨到D外标‖位置。用导线把待测电池的甘汞电极和电位差计面板右侧的D测量‖测量孔的负极相连接；银电极和正极相连接。在测量前粗略估计一下所测电池的电动势的数值，将左侧拨位开关调节至粗估值附近。然后将拨位开关拨到D测量‖位置，再仔细调节左侧旋钮，观察右边平衡指示LED显示值，当平衡指示值在正负20以内时，测量完毕，记下测量数据。将拨位开关拨回D外标‖位置。重复前面实验步骤，依次测量0.03，0.05，0.07，0.09（mol*dm-3）AgNO3溶液至全部待测溶液测量完毕。5、测量待测电池（2）的电动势取1个干燥、洁净的50ml烧杯，倒入约25ml0.01mol*dm-3KCl溶液，将银―氯化银电极插入该KCl溶液中；另取饱和甘汞电极1支并将其插入装有饱和KCl溶液的容器内；将KCl盐桥的两个支脚插入上述两个容器中；如此构成了电池（2）。重复前面实验步骤，依次测量0.03，0.05，0.07，0.09（mol*dm-3）KCl溶液至全部待测溶液测量完毕。6、测量完毕后，将所有电极放回原处；废弃溶液倒入指定的回收瓶中；KCl盐桥放回饱和KCl溶液中，AgNO3盐桥放入指定的回收瓶中；洗净所有小烧杯并放入烘箱中干燥。 五．实验数据记录与处理室温：
标准电池温度： 20℃
E（甘汞）：
0.2439V3、（1）以E(Ag+/Ag)对ln a(Ag+)作图：
(2)以E(AgCl/Ag)对ln a(Cl-)作图 由图（1）可知：当ln a(Ag+)=0时，Eθ=E(Ag+/Ag)= 0.78559V;由图（2）可知：当ln a(Cl-)=0时，Eθ=E(AgCl/Ag)=0.23672V.所以 EθMF=Eθ(AgCl/Ag)-E(Ag+/Ag)=0.259V= - 0.54887V
lnKsp(AgCl)=F×EθMF /(R×T)=96485×(-0.54887)/(8.314×295.05)= C21.59 所以
Ksp(AgCl)=4.203×10-10已知：Eθ=E(Ag+/Ag)=0.7994V；Eθ=E(AgCl/Ag)=0.22216V故误差：E(Ag+/Ag)%=(0.4)/0.%= -1.73%E(AgCl/Ag)%=(0.16)/0.2%=6.55%六．注意事项1、连接线路时，切勿将标准电池、待测电池的正负极接错。2、实验前，应先根据附录中的公式计算出实验温度下标准电池的电动势。3、使用测量时，要不断切换拨位开关位置，拨位开关在“测量”位置的时间要短，以防止过多的电量通过被测电池，造成严重的极化现象，破坏被测电池的可逆状态。七、结果与讨论本次实验误差较小，总体来说实验比较成功。误差分析：从实验数据和所得的图（1）中看: 实验所得的数据拟合的并不是很好，所以我们的实验还是存在一定的误差的，其中第五组电动势突然减小，很 不正常，可能老师配置的溶液浓度有问题。从实验数据和所得图（2）中看：造成实验误差的可能原因有：(a) 在得到数据的过程中，由于我们等待的时间过长导致实验数据间的误差。(b)实验仪器导致的系统误差。(c)实验过程中我们所用的烧杯不洁净，导致实验误差。(d) 测量之前，盐桥不干净，银做电极使用时未注意遮光。八、思考题1、为什么在测量原电池电动势时，要用对消法进行测量？而不能使用伏特计来测量？答：电池内部有电阻啊，用电压表测有电流，会耗掉一部分电动势，用对消法测得话，内部无电流，电阻不起作用，这样测就准了。 2、测量双液电池的电动势时为社么要使用盐桥？答：对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。 3、参比电极应具备什么条件？有什么功用？答：参比电极一般用电势值已知且较恒定的电极，它在测量中可作标准电极使用，在实验中我们测出未知电极和参比电极的电势差后就可以直接知道未知电极的电势。 包含各类专业文献、外语学习资料、应用写作文书、文学作品欣赏、幼儿教育、小学教育、37电动势的测定及应用等内容。
　班级 课程名称 实验指导老师 实验项目原电池电动势的测定与应用 实验时间 2014 年 4 月 9 日 【实验目的】① 掌握电位差计的测量原理和原电池电动势的测定方法... 　在线互动式文档分享平台,在这里,您可以和千万网友分享自己手中的文档,全文阅读其他用户的文档,同时,也可以利用分享文档获取的积分下载文档 　实验五姓名: 学号: 电动势的测定及其应用班级:08 级化工班 指导老师: 一.实验目的: 实验目的 1.掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用。 2.学会银... 　在线互动式文档分享平台,在这里,您可以和千万网友分享自己手中的文档,全文阅读其他用户的文档,同时,也可以利用分享文档获取的积分下载文档 　在线互动式文档分享平台,在这里,您可以和千万网友分享自己手中的文档,全文阅读其他用户的文档,同时,也可以利用分享文档获取的积分下载文档 　在线互动式文档分享平台,在这里,您可以和千万网友分享自己手中的文档,全文阅读其他用户的文档,同时,也可以利用分享文档获取的积分下载文档 　原电池电动势的测定及其应用一、实验目的 1、理解电极、电极电势、电池电动势、可逆电池电动势的意义; 2、掌握对消法测定电池电动势的基本原理和数字式电子电位差计... 　电动势的测定及其应用(实验报告)_化学_自然科学_专业资料。实验报告 电动势的测定及其应用一.实验目的 1.掌握对消法测定电动势的原理及电位差计,检流计及标准电池... 　在线互动式文档分享平台,在这里,您可以和千万网友分享自己手中的文档,全文阅读其他用户的文档,同时,也可以利用分享文档获取的积分下载文档对消法测定电池电动势的装置中,电位差计,工作电池,标准电池及检流计各起什么作用?_百度知道
对消法测定电池电动势的装置中,电位差计,工作电池,标准电池及检流计各起什么作用?
对消法测定电池电动势的装置中,电位差计,工作电池,标准电池及检流计各起什么作用?
提问者采纳
现代很多直流电源可直接读出输出电压,将这样的电源的正极与待测电池正极,负极与负极相连,串联一个保护电阻和一个检流计.调可读电源的输出电压至检流计指针不在偏转.此时待测电压与可读电压的值相等.利用电势相消.
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楼上的算是答案么，反正我没看懂
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54电动势的测定
电动势法测定化学反应的热力学函数的改变量；一、实验目的；1、掌握用对消法测电池电动势的测量原理与方法；2、掌握UJ―25型电位差计的使用方法；3、掌握电动势法测定化学反应热力学函数改变量的有；二、实验原理；可逆化学反应：Ag(s)?1Hg2Cl2(s)?；Hg2Cl2(s)?Hg(l)；该电池在等温、等；Ag(s)?AgCl(s)KCl(饱和)；条件下工作时
电动势法测定化学反应的热力学函数的改变量一、实验目的1、掌握用对消法测电池电动势的测量原理与方法。2、掌握UJ―25型电位差计的使用方法。3、掌握电动势法测定化学反应热力学函数改变量的有关原理与方法。二、实验原理可逆化学反应： Ag(s)?1 Hg2Cl2(s)?AgCl(s)?Hg(l) 热力学函数的改变量ΔG、2Hg2Cl2(s)?Hg(l)；该电池在等温、等压、可逆的ΔH 、ΔS等的可通过测定可逆电池的电动势方法求的：即将上述反应设计成下列可逆电池：Ag(s)?AgCl(s)KCl(饱和)条件下工作时的电动势为E。则 ?G??nFE
n为反应得失电子的物质的量，F为法拉第常数。由热力学可知：?G??H?T?S
?S??????G???E???nF??
??T?P??T?P??E???E??H??nFE?TnF?
式中??称为电池的温度系数。可见只要测出电池??T?T??P??P的电动势EX和电池温度系数???E??即可。 ??T?P电池电动势的测定不能直接用伏特计去测量，伏特计所测的则是端电压，而不是电动势， 应采用对消法，要求回路中没有电流通过。原理如下图所示：EX
EN EX待测电池；
EN标准电池；
B工作电池； ○检流计――检测回路中有无电流通过。 回路①――标准回路；回路②――工作回路； 回路③――测量回路；第一步：先将开关合到N的位置，调节r使○为零。EN?I?RN
；I?EN 。第二步：开关合到X位置，调RN节R使○为零。 EX?I?RX?ENRX RN三、仪器与药品1、UJ―25型电位差计
2个2、AC 15/2直流复射式检流计
１个3、甘汞电极、银―氯化银电极
8、50mL烧杯（KCl ）
1个4、标准电池
9、饱和KCl溶液(公用)5、501―SP超级恒温槽
1台四、实验步骤1．恒温槽调到25℃并检查甘汞电极、银―氯化银电极是否符合使用要求。2．根据标准电池随温度变化关系计算标准电池在室温下的电动势值。Et?1.?10?5(t?20)?9.5?10?7(t?20)23．将待测电池在25℃下恒温20分钟,测25℃的电动势EX1 。（测量方法： 电位差计的使用）4. 分别将恒温槽调节到30℃、35℃将电池恒温20分钟,测30℃的电动势EX2、35℃的电动势 EX3 。五、数据记录与处理：1．数据记录： 2．数据处理：①．以25℃的电动势值计算反应的ΔG298②．绘出E→T关系曲线，求出温度系数，计算反应的ΔH298 、ΔS2983 六、注意事项：1．甘汞电极、银―氯化银电极使用时应将上、下两帽去掉，用毕盖好。2．甘汞电极、银―氯化银电极使用前检查电极内饱和KCl溶液的量。饱和KCl的液位应与电极支管下端相平，电极底端含有少量KCl晶体。3．标准电池使用：（1）精密标准电池应在恒温下使用，使用温度范围最好为4～40℃。温度变化大将会使电动势长时间才能达到平衡，因此温度波动应尽可能小；（2）正负极不能接错；（3）机械振动会损坏标准电池，因此携取要平稳，水平放置，绝不能倒置或过分倾斜、摇动。标准电池手摇动后其电动势会改变，应静止5 h以上再用；（4）标准电池只是校验器，不能作为电源使用，不允许用万用表、伏特表直接测它的电压；测量时间必须短暂、间歇地按键；一般要求通过的电流应小于1μA。若电池短路，电流过大，则损坏电池；（5）电池若未加套盖而直接暴露于日光下，会使硫酸亚汞变质，电动势下降；（6）按规定时间对标准电池进行计量校正。七、仪器的使用1．UJ―25型电位差计的使用 为电计按钮；○1、使用前的准备：应将（N、X1、X2）转换开关放在断的位置，并将下方三个电计按钮全部松开，然后依次接上检流计，标准电池，工作电源（甲电池），以及被测电池（正、负极不能接错）。2、校正标准电池电动势值：镉汞标准电池，温度校正公式：Et?1.?10?5(t?20)?9.5?10?7(t?20)2式中Et为t℃时标准电池电动势；t为环境温度(℃)；1.0186为标准电池20℃时的电动势。调节温度补偿旋钮（A、B），使数值为校正后之标准电池电动势值。3、调节工作电流：将（N、X1、X2）转换开关放在DN‖（标准）位置上，按D粗‖ 电计按钮，旋动D粗‖、D中‖、D细‖、D微‖ 旋钮，调节工作电流，使检流计示零，然后再按D细‖ 电计按钮，重复上述操作。注意按电计按钮时，不能长时间按住不放，需按及松交替进行防止被测电池，标准电池长时间有电流通过。4、测量：将（N、X1、X2）转换开关放在DX1‖或DX2‖（未知）的位置，调节各大旋钮，使电计在按D粗‖时使检流计示零，再按D细‖ 电计按钮，直至调节至检流计示零。读下大旋钮下方小孔示数，即为被测电池电动势值。2．AC 15/2直流复射式检流计的使用电源开关：电源可用220V和6V（仪器后面有两种插孔，不能插错）。开启前确保无误。 分流器旋钮：①、短路位：仪器在使用完毕或搬动时要确保在短路位。②、直接位：用于仪器在使用前的调零。③、测量位：共有三个测量档分别为：×1（灵敏度最高）、×0.1、×0.01（灵敏度最低），测量时应从灵敏度最低档开始，如偏转不大时，则可逐步转到高灵敏度档测量。调零旋钮：用于仪器在使用前的调零。3.参比电极参比电极是决定指示电极电位的重要因素，作为一个理想的参比电极应具备以下条件：①能迅速建立热力学平衡电位，这就要求电极反应是可逆的。②电极电位是稳定的，能允许仪器进行测量。常用的参比电极有甘汞电极和银-氯化银电极。作为商品出售的有单液接与双液接的两种，前者的结构如图所示。⑴甘汞电极甘汞电极中常用的KCl溶液有0.1 mol?LC1、1.0 mol?LC1和饱和等三种浓度，其中以饱和式最常用（使用时溶液内应保留少许KCl晶体，以保证饱和）。使用甘汞电极时须注意：① 因甘汞电极在高温时不稳定，故它一般适用于70℃以下的测量；② 甘汞电极不宜用在强酸或强碱性介质中，因此时的液体接界电位较大，且甘汞电极可能被氧化；③ 若被测溶液中不允许含有氯离子，则应避免直接插入甘汞电极，这时应使用双液接甘汞电极；④ 保持甘汞电极的清洁，不得使灰尘或局外离子进入该电极内部；⑤ 当电极内部溶液太少时应及时补充。⑥．饱和甘汞电极自制方法：取玻璃电极管，在其底部焊接一铂丝。取化学纯汞约1 mL，加入洗净并干燥的电极管中，铂丝应全部浸没。在一个干净的研钵中放一定量的甘汞（Hg2Cl2）、数滴纯净汞与少量饱和KCl溶液，仔细研磨后得到白色的糊状物（在研磨过程中，如果发现汞粒消失，应再加一点汞；如果汞粒不消失，则再加一些甘汞，以保证汞与甘汞相互饱和）。随后，在此糊状物中加入饱和KCl溶液，搅拌均匀成悬浊液。将此悬浊液小心地倾入电极容器中，待糊状物沉淀在汞面上后，注入饱和KCl溶液，并静止一昼夜以上，即可使用。（2）银-氯化银电极银-氯化银电极与甘汞电极相似，都是属于金属-微溶盐-负离子型的电极。也是一种广泛应用的参比电极制备银-氯化银电极方法很多。较简便的方法是：取一根洁净的银丝与一根铂丝，插入1.0 mol?LC1的盐酸溶液中，外接直流电源和可调电阻进行电镀。控制电流密度为5 mA?cm-2，通电时间约5min，在作为阳极的银丝表面即镀上一层AgCl。用去离子水洗净，为防止AgCl层因干燥而剥落，可将其浸在适当浓度的KCl溶液中，保存待用。银-氯化银电极的电极电位在高温下较甘汞电极稳定。银-氯化银电极可以在高于60℃的体系中使用，甘汞电极不具备这些优点。但AgCl(s)是光敏性物质，见光易分解，故应避免强光照射。当银的黑色微粒析出时，氯化银将略呈紫黑色。八、可逆电池电动势的测定的应用1、测定化学反应的平衡常数；2、测定电池的标准电动势及标准电极电势；3、测定电解质溶液的离子平均活度系数；4、测定极化曲线；5、难溶盐的活度积和弱酸的解离平衡常数；6、获得溶液的pH值；7、获得溶液中离子的迁移数；8、用电动势测定方法研究化学反应动力学，获得反应速率常数。九、思考题：1、为什么用伏特表不能准确地测定电池电动势？2、在对消法测定电池电动势的装置中，电位差计、工作电池、标准电池以及检流计各起什么作用？如何维护这些部件？3、可逆电池的条件是什么？测定过程中如何尽可能地减小极化现象的发生？4、在测量电池电动势的过程中，若检流计光点总是往一个方向偏转，可能是什么原因造成的？若电池的极性接反了，其后果是什么？工作电池和未知电池中任一个没有接通会产生什么后果？5、测定电池电动势时，为什么按电位差计的电键应间断而短促？包含各类专业文献、专业论文、各类资格考试、幼儿教育、小学教育、文学作品欣赏、高等教育、外语学习资料、54电动势的测定等内容。
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