電池電動勢實驗

1、實驗十二 原電池電動勢的測定I目的要求一、測定CuZn電池的電動勢和Cu、Zn電極的電極電勢二、學(xué)會一些電極的制備和處理方法三、掌握電位差計的測量原理和正確使用方法基本原理在恒溫恒壓條件下，可逆電池所做的電功是最大非體積功W，而W等于體系自由能的降低即為DrGm，而根據(jù)熱力學(xué)與電化學(xué)的關(guān)系，我們可得 DrGm =nFE (1) 由此可見利用對消法測定電池的電動勢即可獲得相應(yīng)的電池反應(yīng)的自由能的改變。式中的n是電池反應(yīng)中得失電子的數(shù)目，F(xiàn)為法拉第常數(shù)。 根據(jù)吉布斯亥姆霍茨公式 DrGm=DrHmTDrSm (2) (3)將（1）和（3）式代入（2）式即得： (4)由實驗可測得不同溫度時的E值，以

2、E對T作圖，從曲線的斜率可求出任一溫度下的值，根據(jù)（2）（4）（3）式可求出該反應(yīng)的勢力學(xué)函數(shù)DrGm 、DrSm、DrHm。 本實驗測定下列電池的電動勢，并由不同溫度下電動勢的測量求算該電池反應(yīng)的熱力學(xué)函數(shù)。 電池為：（1）Zn | ZnSO4(0. 1000 mol L-1) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) | Cu, (飽和KCl鹽橋) 該電池的正極反應(yīng)為：Cu2+2eCu(s) 負極反應(yīng)為：Zn (s)Zn2+2e 總電池反應(yīng)為：Cu2+Zn(s) Cu(s)Zn2+各電極電位為： (5) (6)Cu-Zn電池的電動勢為：；，；如：CuSO4:0. 1000 mol

3、L-1：； 實驗中可以準確測量不同溫度的E值，便可計算不同溫度下該電池反應(yīng)的DrGm。以E對T作圖求出某任一溫度的便可計算該溫度下的DrSm，由DrGm和DrSm可求出該反應(yīng)的DrHm。.儀器和試劑.操作步驟一、電極制備 1鋅電極 用稀硫酸浸洗鋅電極以除去表面上的氧化層，取出后用水洗滌，再用蒸餾水淋洗，然后浸入飽和硝酸亞汞溶液中35s，取出后用濾紙擦拭鋅電極，使鋅電極表面上有一層均勻鋅汞齊，再用蒸餾水淋洗(汞有毒，用過的濾紙應(yīng)投入指定的有蓋的廣口瓶中，瓶中應(yīng)有水淹沒濾紙，不要隨便亂丟)，把處理好的鋅電極插入清潔的電極管內(nèi)并塞緊，將電極管的虹吸管管口插入盛有0.1000mol·kg-1

4、ZnSO4溶液的小燒杯內(nèi)，用針管或吸氣球自支管抽氣，將溶液吸入電極管至高出電極約1cm，停止抽氣，旋緊活夾，電極的虹吸管內(nèi)(包括管口)不可有氣泡，也不能有漏液現(xiàn)象。2銅電極 將銅電極在約6mol·dm-1的硝酸溶液內(nèi)浸洗，除去氧化層和雜物，然后取出用水沖洗，再用蒸餾水淋洗。將銅電極置于電鍍燒杯中作陰極，另取一個經(jīng)清潔處理的銅棒作陽極，進行電鍍，電流密度?？刂圃?0mA·cm-1為宜。其電鍍裝置如圖121所示。電鍍半小時，使銅電極表面有一層均勻的新鮮銅，再取出。裝配銅電極的方法與鋅電極相同。鍍銅溶液的配制：100mL水中溶解15gCuSO4·5H2O、5g乙醇、5g

5、硫酸。3. 甘汞電極二、電池組合 將飽和KCl溶液注入50mL的小燒杯內(nèi)，制鹽橋，再將上面制備的鋅電極和銅電極置于小燒杯內(nèi)，即成CuZn電池，（1）Zn | ZnSO4(0. 1000 mol L-1) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) | Cu,電池裝置如122所示。同法組成下列電池：（2）Hg | Hg2Cl2 | KC1 (飽和) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) Cu,（3）Zn | ZnSO4(0. 1000 mol L-1) | KC1 (飽和) | Hg2C12 | Hg.(4) Cu | CuSO4(0. 0100 mol L-1) | CuSO

6、4(0. 1000 mol L-1 ) | Cu.三、電動勢測定，1按照電位差計電路圖，接好電動勢測量線路。2分別測定以上四個電池的電動勢。 3. 測定以上第（2）號電池不同溫度的電動勢。.實驗記錄及數(shù)據(jù)處理1.查閱文獻填表25 Cu2+2e-=Cu:=0.337V, Zn2+2e-=Zn: = - 0.7628V, 飽和甘汞電極：:CuSO4:0. 1000 mol L-1的平均活度系數(shù)=0.16； 0. 0100 mol L-1的平均活度系數(shù)=0.41ZnSO4(0.1000 mol L-1)的平均活度系數(shù)=0.15；表1：實驗數(shù)據(jù)記錄實驗溫度： 大氣壓： 室溫： 測定次數(shù)第一次第二次第三次實驗平均值理論值相對誤差/%電池1電池2電池3電池4表2：實驗數(shù)據(jù)記錄及處理： ；項目測定值/V計算值/V相對誤差/%Cu電極電勢Zn電極電勢表3：電池（2）Hg | Hg2Cl2 | KC1 (飽和) | CuSO4(0. 1000 mol L-1) Cu,隨溫度變化實驗數(shù)據(jù)記錄 大氣壓： 室溫：溫度/KE測定值/VE平均值/V（1）（