電極電位的測量

華南師范大學實驗報告學生姓名：藍廣源學號：20120010011專業(yè)：新能源材料與器件勷勤創(chuàng)新班指導老師：呂東生課程名稱：電化學基礎(chǔ)實驗實驗項目：《電極電位的測量》合作組員：黃日權(quán)、熊杏萍、梁培彬?qū)嶒灂r間：2014-03-26實驗目的：1．理解電極電位的意義及主要影響因素。2．熟悉甘汞參比電極的性能及工作原理。3．知道電化學工作站與計算機的搭配使用方法。二，實驗原理：電極和溶液界面雙電層的電位稱為絕對電極電位，它直接反應了電極過程的熱力學和動力學特征，但絕對電極電位是無法測量的。必須使用兩只電極，通過測定電動勢的方法測量其電極電位，這樣測得的電極電位為相對電極電位，或電極電位。而測量電極電位所用的參考對象的電極稱為參考電極，如標準氫電極、甘汞電極、銀-氯化銀電極等，它們都可以測量和計算得到。因此，在測量電極電位時，把參比電極和被測電極組成電池，用高內(nèi)阻電壓表測量該電池的開路電壓，則此開路電壓就是被測電極相對于這一參比電極的電極電位，由于參比電極電位已知，所以通過電池的開路電壓可以計算出被測電極的電位。用公式表示為，該電池的電動勢為：E=|φ待測–φ參比|在該實驗中，采用甘汞電極為研究電極，鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀為測量電極。在1mol的KCl支持電解質(zhì)下，分別用10mM摩爾比1:1和1:2的鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液在常溫（27℃）以及45℃下測量，收集數(shù)據(jù)，可得到相同溫度不同濃度的兩條開路電位隨時間變化曲線、相同濃度不同溫度的兩條開路電位隨時間變化曲線。三，實驗器材：CHI電化學工作站；電解池；甘汞電極；玻碳電極；水浴鍋；10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)(支持電解質(zhì)為1MKCl)；計算機；250ml容量瓶；玻璃棒；濾紙；電子天平；去離子水；膠頭滴管；小燒杯；細砂紙；棉花。四，實驗步驟：1.用電子天平分別準確稱量鐵氰化鉀0.41g、0.27g，亞鐵氰化鉀0.53g、0.70g，KCl9.31g；配制好250ml10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)，備用；2.將玻碳電極輕輕在細砂紙上打磨至光亮，使用去離子水沖洗干凈；電化學工作站的兩極也用細砂紙稍稍打磨；3.在電解池中加入其2/3體積的10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(1:1)；將玻碳電極和甘汞電極插入電解池中并用棉花固定好，將兩電極與電化學工作站連接好，此時測定環(huán)境溫度為常溫；4.點開工作站控制軟件，選擇“開路電位測量”功能，設(shè)置“記錄時間”為5min，完成后保存實驗結(jié)果；5.將電解池放入450C水浴鍋中，約5min后待電解池與水浴鍋溫度一致，再重復一次步驟3和4；6.將電解液換成10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(1:2)后，再重復一次步驟3至5；.7.實驗結(jié)束后清洗電極和電解池，關(guān)好儀器設(shè)備。五，實驗數(shù)據(jù)處理及分析：在同一個圖中作出相同溫度不同濃度的兩條開路電位隨時間變化曲線；常溫（27℃），10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)條件下：45℃，10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)條件下：2.在同一圖中作出相同濃度不同溫度測量的兩條開路電位隨時間變化曲線；10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液摩爾比1:1，常溫（27℃）：45℃條件下：10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液摩爾比1:2，常溫（27℃）：45℃條件下：3.應用能斯特方程討論溫度和濃度對開路電位的影響。(φ?[Fe(CN)6]3?/[Fe(CN)6]4?=0.36V)根據(jù)能斯特方程：=1\*GB3①如圖1）、2）在相同溫度時，因為鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液=1:1（摩爾比），此時設(shè)為1；而當鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液=1:2，需要加上一個負值，此時為2，1>2。所以兩種恒定溫度下，1:1比例的曲線均高于1：2曲線。=2\*GB3②如圖3）、4）在相同濃度時，由于活度比是負值，所以T越小，減去的值越小。所以兩種恒定濃度下，27℃的曲