電動勢的測定0911解讀.ppt

1、電動勢的測定,一、實驗目的,2.了解對可逆電池、可逆電極、鹽橋等概念。,1.掌握電位差計的測定原理和測定電池電動勢的方法。,3.測定Ag、Zn電極電勢和Ag濃差電池電動勢。,二、實驗原理,1.可逆電池的電動勢,電池的書寫習慣是左方為負極，右方為正極。 負極進行氧化反應，正極進行還原反應。如果電池反應是自發(fā)的，則電池電動勢為正。符號“”表示兩相界面，“”表示鹽橋。 在電池中，電極都具有一定的電極電勢。當電池處于平衡態(tài)時，兩個電極的電極電勢之差就等于 該可逆電池的電動勢。,二、實驗原理,2.對消法測電動勢的原理,原電池電動勢不能直接用伏特計來測量，因為電池與伏特計接通后有電流通過，在電池兩極上會發(fā)

2、生極化現(xiàn)象，使電極偏離平衡狀態(tài)。另外，電池本身有內阻，伏特計所量得的僅是不可逆電池的端電壓。 利用對消法可在電池無電流（或極小電流）通過時測得其兩極間的電勢差，即為該電池的平衡電動勢。,二、實驗原理,在待測電池上并聯(lián)一個大小相等，方向相反的外加電勢差，這樣待測電池中沒有電流通過，外加電勢差的大小即等于待測電池的電動勢（如圖1）。,圖1 對消法測電動勢示意圖,Ew-工作電源；Es-標準電池； R-調節(jié)電阻； EX-待測電池；RAC-標準電池電動勢補償電阻； RAD-待測電池電動勢補償電阻； K1、K2-轉換電鍵； G-檢流計,Ew,二、實驗原理,電池（1）：,負極反應：,正極反應：,總反應：,規(guī)

3、定電池的電動勢等于正、負電極的電極電勢之差，即：,二、實驗原理,銀電極的電極電勢：,飽和甘汞電極的電極電勢：,二、實驗原理,同理鋅電極的電極電勢：,電池（2）：,濃差電池（3）：,三、儀器與試劑,四、實驗步驟,1.制備鹽橋,在250 mL燒杯中，加入100 mL蒸餾水和3g 瓊脂，蓋上表面皿，放在石棉網上用小火加熱至近沸，繼續(xù)加熱至瓊脂完全溶解。然后加入40g硝酸鉀，充分攪拌使硝酸鉀完全溶解后，趁熱用滴管將它灌入干凈的U形管中，兩端要裝滿，中間不能有氣泡，靜置待瓊脂凝固后便可使用。 制備好的鹽橋不使用時應浸入飽和硝酸鉀溶液中，防止鹽橋干涸。,二、實驗原理,2.電極處理： 2.1 鋅電極： 先用

4、稀硫酸溶液洗去鋅電極表面的氧化物，再用蒸餾水淋洗干凈,浸入飽和硝酸亞汞溶液中約5s，表面上即生成一層光亮的汞齊，用蒸餾水沖洗晾干后，插入0.1000molL-1 ZnSO4中待用。 2.2 銀電極： 將兩支銀電極用拋光砂紙輕輕擦亮，再用蒸餾水淋洗干凈擦干。把兩支處理好的銀電極插入0.1 molL-1的AgNO3溶液中，測量兩電極間的電勢值。電位差小于0.005V即可在濃差電池中使用。,四、實驗步驟,3.組合電池,取一電極瓶洗凈后，插入銀電極，用數(shù)毫升0.10 molL-1的硝酸銀溶液連同銀電極一起淌洗，然后裝此溶液至恰當處，用硝酸鉀鹽橋與飽和甘汞電極連接構成電池。 取一電極瓶洗凈后，插入銀電極

5、，用數(shù)毫升0.01 molL-1的硝酸銀溶液連同銀電極一起淌洗，然后裝此溶液至恰當處，用硝酸鉀鹽橋與0.10 molL-1的硝酸銀溶液組成電池。 另取50 mL小燒杯，洗凈后用數(shù)毫升0.1 molL-1 ZnSO4溶液連接同鋅電極一起淌洗，然后裝此混合液至燒杯的2/3處，用鹽橋與飽和甘汞電極組成電池。,四、實驗步驟,4.測定電池的電動勢,根據Nernst公式計算實驗溫度下電池（1）、（2）、 （3）的電動勢理論值。 正確接好測量電池（1）的線路。用數(shù)字電位差計測量電池（1）的電動勢。每隔2分鐘測一次，共測三次。 同法，用數(shù)字電位差計測量電池（2） 、 （3）的電動勢，要測至平衡時為止。 測量完

6、畢后，倒去兩個小燒杯的溶液，洗凈燒杯的溶液。鹽橋兩端淋洗后，浸入硝酸鉀溶液中保存。,四、實驗步驟,5.電動勢與溫度關系的測定,調節(jié)恒溫槽的溫度為20，溫度恒定10分鐘后，測定電池（2）的電動勢。 升溫5 左右，測定2050 下的電動勢。 測量完畢后，倒去小燒杯和電極瓶的溶液，洗凈儀器。鹽橋兩端淋洗后，浸入硝酸鉀溶液中保存。 讀取室溫和大氣壓。,五、實驗記錄及數(shù)據處理,室溫： ；氣壓計讀數(shù)： 。,電池測定記錄,電動勢與溫度關系測定記錄,五、實驗記錄及數(shù)據處理,根據濃差電池計算的溶度積。,作電勢與溫度曲線，求溫度系數(shù)。,根據溫度系數(shù)，計算各熱力學函數(shù)。,六、實驗注意事項,1.為使極化影響降到最小，

7、測量前可初步估算被測電池的電動勢大小，以便在測量時能迅速找到平衡點。,2.測量電池電動勢時，在對消點前，測量回路有電流通過，在測量過程中不能使測量回路一直連通，應接通一下調一下，直至平衡。,3.為判斷所測量的電動勢是否為平衡電勢，可在約15 min內等間隔地測量78個數(shù)據。若這些數(shù)據是在平均值附近擺動，偏差小于0.5 mV，則可認為已達平衡，并取最后三個數(shù)據的平均值作為該電池的電動勢。,七、提問與思考,1.為何測電動勢要用對消法？對消法的原理是什么？ 2.測電動勢為何要用鹽橋？鹽橋選用原則是什么？ 3.標準電池的構造以及使用時要注意什么？ 4.如果測量過程中，檢零指示呈溢出符號，試從接線上分析可能是什么原因？,八、參考文獻,1.復旦大學等編物理化學實驗第三版北京：高等教育出版社，2004 2.北京大學物理化學教研室教學組編物理化學實驗第四版北京：北京大學出版社，2001 3.清華大學物理化學實驗編寫組編物理化學實驗北京：清華大學出版社，1991 4.許炎妹，邵晨主編大學化學實驗北京：科學