電池電動勢的測定(附上原理圖)

1、實驗五 原電池電動勢的測定一、實驗目的：1掌握對消法測定電池電動勢的原理及電位差計的使用方法.2學會某些電極的制備和處理方法。3通過電池和電極電勢的測定，加深理解可逆電池的電動勢可逆電極電勢的概念。 二、實驗原理：1原電池是化學能變?yōu)殡娔艿难b置，它由兩個“半電池”組成，每個半電池中有一個電極和相應的電解質溶液。電池的電動勢為組成該電池的兩個半電池的電極電勢的代數和。常用鹽橋來降低液接電勢。2測量電池的電動勢要在接近熱力學可逆條件下進行，即在無電池通過的情況下，不能用伏特計直接測量。因此方法在測量過程中有電流通過伏特計，處于非平衡態(tài)。用對消法可達到測量原電池電動勢的目的，如圖所示:【Ew、Es、

2、Ex 分別為工作電池，標準電池，待測電池。 】工作原理為：當 Ks接通時，調節(jié)Rf及滑動頭至C，使檢流計中無電流通過。此時有EsUCA 工作回路電流IUSA /RSA=Es/RSA 當Ks斷開，Kx接通，調節(jié)滑頭至H，使檢流計中無電流通過，此時有ExUHA，工作回路電流I=UXA/RXA=Ex/RXA 因此 Es/RSA =Ex/ RXA 即 Ex RXA(Es/RSA )但由于Es隨溫度而變，所以在測量過程中要調節(jié)RSA來調節(jié)(Es/RSA )的恒定（即電位差計的標定）。 三、實驗儀器及試劑：UJ25型高電勢電位差計1臺，標準電池(惠斯登電池)1個，直流檢流計1臺，鉀電池,氯化亞汞，銅鋅電極

3、，溫度計 ZnSO4(0.1000mol/L),CuSO4(0.1000mol/L) ,CuSO4(0.0100mol/L) 四、實驗操作：1半電池的制備：(1)鋅電極的制備：將鋅電極用砂紙磨光，除掉鋅電極上的氧化層，用蒸餾水沖洗，然后浸入飽和氯亞汞溶液中35秒，取出后再用蒸餾水淋洗，使鋅電極表面上有一層均勻的汞齊（防止電極表面副反應的發(fā)生，保證電極可逆）。將處理好的鋅電極直接插入盛有0.1000mol/L硫酸鋅溶液的電極管中。(2)銅電極的制備：將銅電極用砂紙打光，再用蒸餾水淋洗，插入盛有0.1000mol/L硫酸銅溶液的電極管中。2電池組合：1 打開電源開關，預熱10分鐘。2 校驗21 將

4、“測量選擇”旋鈕置于“內標”。22 將“100”位旋鈕置于“1”，其他旋鈕均置于“0”，此時，“電位指示”顯示為“1.00000”V。若顯示小于“1.00000”V，可調節(jié)補償旋鈕以達到顯示“1.00000”V； 23 待“檢零指示”顯示數值穩(wěn)定后，按一下“采零”鍵，此時，“檢零指示”顯示數值為“0000”。3 測量31 將“測量選擇”置于“測量”。32分別用砂紙將鋅電極和銅電極進行打磨，將它們的氧化膜磨掉。分別用小燒杯取小半杯0.1mol/l的ZnSO4溶液和0.1mol/l的CuSO4溶液約20ml。將鋅電極插入ZnSO4溶液中，銅電極插入CuSO4溶液。兩溶液之間用鹽橋連接。33 用導線

5、將鋅電極與測量插孔的“-”極連接，用導線將銅電極與測量插孔的“+”極連接。34 調節(jié)“10010-4”五個旋鈕，使“檢零指示”顯示數值為負值且絕對值最小。（注意調節(jié)時從大到小調，若前一個旋鈕所調檔位使“檢零指示”為正值，則應該把前面這個檔位數值調小一檔。若“檢零指示”出現“OUL”情況，表明所測原電池電動勢與所調的“電位顯示”相差很大，需重新調節(jié)）35 調節(jié)“補償”旋鈕，使“檢零指示”顯示數值為“0000”。此時，“電位顯示”數值即為被測原電池的電動勢。將所用電解質溶液倒掉。36 分別再測量Cu|CuSO4(0.01mol/l)| CuSO4(0.1mol/l) |Cu Zn|CuSO4(0.

6、1mol/l)|KCl(飽和)|Hg2Cl2|Hg Hg|Hg2Cl2|KCl(飽和)| CuSO4(0.1mol/l) |Cu 三個原電池的電動勢，步驟與上面相同，記錄所測得的電動勢數值。4 關閉電位差計電源開關，將用過的小燒杯清洗干凈，鹽橋和甘汞電極要放回裝有飽和KCl溶液的大燒杯里。實驗結束。 五、注意事項1.連接線路時，切勿正、負極接反。2.接通時間要短，不超過5s，以防止過多電量通過標準電池和待測電池，造成嚴重極化現象，破壞電池的電化學可逆狀態(tài)。3.整個調節(jié)測量時間要快，以免電解質電解時間過長，溶液變稀，以致測不準。而且室溫的上升對實驗結果也有影響。 六、數據處理 待測原 電池實測電

7、動勢（V） 電動勢理論值（V） Cu-Zn電池 1.085335 1.1037 Cu的濃差電池 0.01623 0.0178 甘汞-Zn電池 0.999235 1.0579 Cu-甘汞電池 0.076111 0.0458 相對偏差：Cu-Zn電池 （1.1037 -1.085335）/1.1037 *100%=1.66%Cu的濃差電池 （0.0178-0.016235）/0.0178*100%=8.79%甘汞-Zn電池 ( 1.0579-0.999235) /1.0579*100%=5.55%Cu-甘汞電池 |(0.0458-0.076111) |/0.0458*100%=66.18%七、誤差分析1在實驗操作過程中，檢流計光標很難指