1、大学物理化学实验报告原电池电动势的测定篇一：原电池电动势的测定实验报告_浙江大学 (1) 实验报告 课程名称：大学化学实验p实验类型： 中级化学实验 实验项目名称： 原电池电动势的测定 同组学生姓名：无 指导老师 冷文华 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填） 五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得 一、实验目的和要求 用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析 二、实验原理： 补偿法测电源电动势的原理： 必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有
2、电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。 为此，可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E。 如图所示，电位差计就是根据补偿法原理的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。 工作电流电路：首先调节可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势降。 标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。借助调节Rp使得IG=0来实现Es=UCA。 测量回路：SW扳回Ex，调节电势测量旋钮，直到IG=0。读出Ex。 UJ-25高电势直流电位差计： 1、 转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接
3、通EN，指在X1，即接通未知电池EX。 2、 电计按钮：原理图中的K。 3、 工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻RP。 -1-2-3-4-5-6 4、 电势测量旋钮：中间6只旋钮，10，10，10，10，10，10，被测电动势由此 示出。 三、仪器与试剂： 仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银氯化银电极一支，100mL容量瓶5个，50mL滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。 -1 试剂：0.200molLKCl溶液 四、实验步骤： 1、 配制溶液。 -1-1-1-1 将0.200 molL的KCl溶液分别稀释成0.0100 mol
4、L，0.0300 molL，0.0500 molL，0.0700 -1-1 molL，0.0900 molL各100mL。 2、 根据补偿法原理连接电路，恒温槽恒温至25。 3、 将转换开关拨至N处，调节工作电流调节旋钮粗。中、细，依次按下电计旋钮粗、细，直至检流计 示数为零。 4、 连好待测电池，Hg |Hg2Cl2，KCl（饱和）KCl（c）|AgCl |Ag 5、 将转换开关拨至X1位置，从大到小旋转测量旋钮，按下电计按钮，直至检流计示数为零为止，6个 小窗口的读数即为待测电极的电动势。 -1-1-1-1 6、 改变电极中c依次为0.0100 molL，0.0300 molL，0.050
5、0 molL，0.0700 molL，0.0900 -1 molL，测各不同浓度下的电极电势Ex。 五、实验数据记录和处理 室温15.3；大气压102.63KPa;EN=1.018791233V 饱和甘汞电极的电极电势与温度的关系为 E/V=0.2415-7.6*10?（t/-25）=0.2341V 0.01000.03000.05000.0700浓度/molL1 电动势/V E(Cl|AgCl) lg?Cl 0.09730.3314 -2.0000 0.07690.3110 -1.5229 0.06580.29999 -1.3010 0.05930.2934 -1.1549 0.09000.
6、05320.2873 -1.0458 由外推法可知：?(Cl|AgCl)=0.24V 查得文献值E(Cl|AgCl)=0.2221V 相对偏差Er=(0.24-0.2221)/0.2221)100=8 六、实验结果与分析 R2=0.9984，可见本次实验线性拟合较好。 误差分析：补偿法必须使回路中电流为零，但是电流为零是理想条件，实际过程中难免会有电流通过（调节过程中），所以原电池或多或少会有极化现象，因此存在误差。 所以我们测电压时要动作迅速，时间久了误差会变大。检流计只需要基本不偏转即可。 -1 篇二：物理化学实验电动势的测定与应用 实验十七：电动势的测定与应用 班级：13级化学二班 学号
7、：5051209姓名：郑润田 一：实验目的 1. 掌握对消法测定电池电动势的的原理及电位差计的使用 2. 学会银电极、银氯化银电极的自制备和盐桥的制备 3. 了解可逆电池电动势的应用 二：实验原理 原电池是由两个“半电池”组成，每一个半电池中有一个电极和相应的溶液组成。由不同的半电池可以组成各式各样的原电池。电池反应中，正极起还原作用，负极起氧化作用，而电池反应是电池中两个电极反应的总和，其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电位代数和。若知道一个半电池的电极电位，即可求得其他半电池的电极电位。但迄今还不能从实验上测得单个半电池的电极电位。在电化学中，电极电位是以某一电极为标准而求出其他电极的
8、相对值，现在国际上采用的标准电极是标准氢电极，记在H+=1，PH2=1atm时被氢吸附的铂电极。由于氢电极使用比较麻烦，因此通常把具有稳定电位的电极，如甘汞电极，银氯化银电极等作为第二参比电极。 通过对电池电动势的测定，可以求出某些反应的H,S,G等热力学函数，电解质的平均活动系数，难溶盐的溶度积和溶液的pH等数值。但用电动势的方法求如上的数据，必须是设计成一个可逆的电池，而该电池反应就是所求的反应。 例如用电动势求AgCl的Ksp，需要设计如下的电池。 Hg-Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (0.100 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，银电极的电极
9、电位： -负极反应：Hg + Cl-（饱和）? 1/2Hg2Cl2 + e 正极反应：Ag+ + e- ? Ag 总反应：Hg + Cl-（饱和）+ Ag+ ?1/2Hg2Cl2 + Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位： Ag/Ag+ = Ag/Ag+ + 0.05916V lgAg+ 其中 Ag/Ag+ = 0.799 - 0.00097（t-25） 又例如通过电动势的测定，求溶液的pH，可设计如下电池： Hg -Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | 饱和有醌氢醌的未知pH溶液 |Pt 醌氢醌是一种暗褐色晶体，在水中溶解度很小，在水溶液中依下式部分溶解。 C6H4O
10、2C6H4(OH)2（醌氢醌）= C6H4O2(醌)+C6H4(OH)2(氢醌) 在酸性溶液中，对苯二酚解离度极小，因此醌与对苯二酚的活度可以认为相同，即 醌=氢醌。 醌氢醌电极的制备很简单，只需待测pH值溶液以醌氢醌饱和，浸入惰性电极（铂电极）中即可。醌氢醌电极作为还原电极时，电极反应是 C6H4O2（醌）+2H+ +2e- C6H4(OH）2（氢醌） 其电动势为：醌氢醌 =醌氢醌 RT/Fln 1/H+ =醌氢醌 -2.303RT/F pH 通过实验测得电池的电动势，就可以计算出溶液的pH值。 用对消法测定原电池电动势 原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，
11、就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。采用对消法（又叫补偿法）可在无电流（或 极小电流）通过电池的情况下准确测定电池 的电动势。 对消法原理是在待测电池上并联一个 大小相等、方向相反的外加电势差，这样待 测电池中没有电流通过，外加电势差的大小 即等于待测电池的电动势。 三：仪器与药品 1. 仪器 EM30数字式电子电位差计 1台银电极 1支 铂电极 1个小烧杯 2个 直流辐射式检流计1台饱和甘共电极1支 导线2条盐桥 4根 2. 药品 HCl（0.100mol/ml） HCl（1mol/ml） AgNO3（0.100mol
12、/ml） 未知pH溶液 KCl(饱和溶液)醌氢醌 四：实验步骤 本实验测定如下两个电池的电动势 Hg-Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (0.100 mol/L) | Ag Hg -Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | 饱和有醌氢醌的未知pH溶液 |Pt 1.银电极的制备 将铂丝电极放在浓HNO3中浸泡15分钟，取出用蒸馏水冲洗，如表面仍不干净，用细晶相砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净插入盛0.1 moldm-3AgNO3溶液的小烧杯中，按图71接好线路，调 节可变电阻，使电流在3mA、直流稳压源电压控制在6V镀 20分钟。取出后用0.1 moldm-3的HNO
13、3溶液冲洗，用滤纸 吸干，并迅速放入盛有0.1000mAgNO30.1 mHNO3溶液的半 电池管中(如图72） 2.制备盐桥： 为了消除液接电位，必须使用盐桥。参见附录的方法，制备KNO3盐桥和KCl 盐桥。分别放入饱和的KNO3溶液和KCl溶液中待用。 3.测量电池的电动势： 测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量。因为电池与伏特计相接后，整个线路便有电流通过，此时电池内部由于存在内电阻而产生某一电位降，并在电池两极发生化学反应，溶液浓度发生变化，电动势数据不稳定。所以要准确测定电池的电动势，只有在电流无限小的情况下进行，所采用的对消法就是根据这个要求设计的。 图7-3为对消法测量电池
14、电动势的原理图。回路是由稳压电源、可变电阻和电位差 过回路的电流为某一定值。在电位差计的滑线电阻上产生确定的电位降， 其数值由己知电动计组成。稳压电源为工作电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。调节可变电阻使流 (1) 组装电池：将上述制备的银电极与实验室提供的AgAgClCl (1.000mKCl)参比电极组成电池，AgAgClCl(1.000m)AgNO3(0.1000m) Ag。根据理论计算确定电极电位的高低与电极的正负，将其置于恒温槽中，将自制的KNO3盐桥横插在两半电池管的小口上，注意两半电池管中溶液一定要与盐桥底端相接。 (2) 电池电动势测量：EM30 数字式电子电位差计 a
15、、校准零点，功能键选择“外标”位置， “外标”接口短接，电动势档拨到电动势指示为零，按校准按钮，平衡指示即为零。 标准电池（或仪器自带基准）接在“外标”位置，将电动势档拨到电动势指示为标准电池的电势值，按校准按钮，平衡指示即为零。 b、测量待测电池的电动势方法： 功能选择拨至“测量”位置，链接待测电池至“测量”，调节电动势拨档直到平衡指示接近于零，稳定时读数为所测电动势 4、测量电池的电动势： （1）连接好电路，根据接线柱的正负极和相对应的颜色，链接时由于测量存在着误差，每次测量需要重新的矫正误差，选择“外标”档位，连接线接入矫正的孔径。进行标准电极的矫正。然后换档位至测量，改变接线柱连接线至测量孔径，把正极接入银电极
