原電池電動(dòng)勢的測定和應(yīng)用

河北科技大學(xué)教案用紙PAGEPAGE1實(shí)驗(yàn)11原電池電動(dòng)勢的測定和應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諏?duì)消法測定原電池電動(dòng)勢的原理和方法。了解電動(dòng)勢測定的應(yīng)用。熟悉精密電位差計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)電池的使用。二、實(shí)驗(yàn)原理可設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生失去電子進(jìn)行氧化反應(yīng)的部分可作為陽極，發(fā)生獲得電子進(jìn)行還原反應(yīng)的部分可作為陰極，兩個(gè)半點(diǎn)池組成一個(gè)原電池。電池的書寫習(xí)慣是左方為負(fù)極，即陽極，右方為正極，即陰極。符號(hào)“|”表示兩相界面，液相與液相之間一般加上鹽橋，以符號(hào)“”表示，。如電池反應(yīng)是自發(fā)的，則其電動(dòng)勢為正，等于陰極電極電勢與陽極電極電勢之差，即以銅-鋅電池為例。銅-鋅電池又稱丹尼爾電池（Daniellcell），是一種典型的原電池。此電池可用圖示表示如下：左邊為陽極，起氧化反應(yīng)其電極電勢為右邊為陰極，起還原反應(yīng)其電極電勢總的電池反應(yīng)原電池電動(dòng)勢=、分別為鋅電極和銅電極的標(biāo)準(zhǔn)還原電極電勢，和分別為和的離子活度。本實(shí)驗(yàn)所測定的三個(gè)電池為：1．原電池陽極電極電勢陰極電極電勢原電池電動(dòng)勢2．原電池陽極電極電勢陰極電極電勢原電池電動(dòng)勢其中稀水溶液中濃度可近似取濃度的數(shù)值。3.原電池陽極電極電勢陰極電極電勢原電池電動(dòng)勢=即由此可知，只要測出原電池3的電動(dòng)勢，就可計(jì)算出待測溶液（緩沖溶液）的pH值。測定可逆原電池的電動(dòng)勢常采用對(duì)消法（又稱補(bǔ)償法），其原理和方法在附錄1、2、3中作了詳細(xì)的介紹。通過原電池電動(dòng)勢的測定，還可以得到許多有用的數(shù)據(jù)，如離子活度等。特別是通過測定不同溫度下原電池的電動(dòng)勢，得到原電池電動(dòng)勢的溫度系數(shù)（又稱補(bǔ)償法）。原理如圖11.2所示。圖11.2中ARbaA為工作電路,c′BGcc′為測量電路。在工作電路中以工作電池A供給電流I，通過滑線電阻ab。若將待測原電池之電動(dòng)勢EX（其電動(dòng)勢必須較A的電動(dòng)勢小些）與移動(dòng)點(diǎn)c、c′間滑線電阻并聯(lián)，移動(dòng)c、c′點(diǎn)，直到檢流計(jì)G的光點(diǎn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即原電池EX中無電流通過。此時(shí)式中RX為cc′段電阻。如果事先使電流I調(diào)為某定值，則。在電位差計(jì)中，ab由一系列阻值準(zhǔn)確的電阻組成，只要滑動(dòng)點(diǎn)c、c′位置確定，RX的阻值就確定可知，則EX可得知。為使工作電流等于給定值，須要利用標(biāo)準(zhǔn)電池ES。標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢是已知的。例如某標(biāo)準(zhǔn)電池在實(shí)驗(yàn)溫度下的電動(dòng)勢為1.01863V，要求工作電流I為0.100000mA，我們將滑動(dòng)點(diǎn)c、c′之間的阻值調(diào)為10186.3Ω，將換向開關(guān)K1扳到ES一邊，如果檢流計(jì)光點(diǎn)不動(dòng)(示零)，則工作電流恰為0.100000mA。如果檢流計(jì)光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，則調(diào)節(jié)可變電阻R，直到光點(diǎn)不偏轉(zhuǎn)。