原电池电动势的测定实验报告 .doc

此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享，我们负责传递知识。原电池电动势的测定实验报告原电池电动势的测定实验报告1实验目的1.掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术2.学会几种电极和盐桥的制备方法3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。可逆电池应满足如下条件:(1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆;(2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界;(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，即测量时通过电池的电流应为无限小。因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位;用电位差计测量电动势可满足通过电池电流为无限小的条件。电位差计测定电动势的原理称为对消法，可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。设正极电势为 +，负极电势为 -，则电池电动势 E = + - - 。电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出，具体的电极电位可参考相关文献资料。以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池，测定电池的电动势，根据甘汞电极的电极电势，可推得这两个电极的电极电势。仪器和试剂SDC-II型数字式电子电位差计，铜电极，锌电极，饱和甘汞电极，0.1 mol?L-1 CuSO4 溶液，0.1 mol?L-1 ZnSO4 溶液，饱和 KCl 溶液。实验步骤1. 记录室温，打开SDC-II型数字式电子电位差计预热 5 分钟。将测定旋钮旋到“内标”档，用1.00000 V电压进行“采零”。2. 电极制备：先把锌片和铜片用抛光砂纸轻轻擦亮，去掉氧化层，然后用水、蒸馏水洗净，制成极片。3. 半电池的制作：向两个 50 mL 烧杯中分别加入 1/2 杯深 0.1000 mol?L-1 CuSO4 溶液和0.1000 mol?L-1 ZnSO4 溶液，再电极插入电极管，打开夹在乳胶管上的弹簧夹，将电极管的尖嘴插入溶液中，用洗耳球从乳胶管处吸气，使溶液从弯管流出电极管，待电极一半浸没于溶液中时，用弹簧夹将胶管夹住，提起电极管，保证液体不会漏出电极管，如有滴漏，检查电极是否插紧。4. 原电池的制作：向一个 50 mL 烧杯中加入约 1/2 杯饱和氯化钾溶液，将制备好的两个电极管的弯管挂在杯壁上，要保证电极管尖端上没有气泡，以免电池断路。5. 测定铜锌原电池电动势：将电位差计测量旋钮旋至测定档，接上测量导线，用导线上的鳄鱼夹夹住电极引线，接通外电路。从高位到低位逐级调整电位值，观察平衡显示。在高电位档调节时，当平衡显示从OVL跳过某个数字又跳回OVL时，将该档退回到低值，再调整下一档。在低电位档调节时，调节至平衡显示从负值逐渐小，过零后变正值时，将该档回到低值，继续调整下一档。直至调整到最后一位连续调节档。当平衡显示为零或接近于零时，读出所调节的电位值，此即该电池的电动势。6. 测定电极电势：取出饱和甘汞电极，拔去电极头上的橡皮帽，置于烧杯中。将测量导线的两个鳄鱼夹分别夹在锌电极和甘汞电极上，同上法测定电动势。再同样测量由铜电极和甘汞电极组成的电池的电动势。根据所测得的电动势及甘汞电极的电极电势，计算所测量电极的电极电势。思考题1.如何正确使用电位差计?2.参比电极应具备什么条件?3.若电池的极性接反了，测定时会发生什么现象?4.盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?原电池电动势的测定实验报告2一、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设计的，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。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。试剂：0.200molLKCl溶液四、实验步骤：1、 配制溶液。将0.200 molL的KCl溶液分别稀释成0.0100 molL，0.0300 molL，0.0500 molL，0.0700molL，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 |Ag5、 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。6、 改变电极中c依次为0.0100 molL，0.0300 molL，0.0500 molL，0.0700 molL，0.0900molL，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)=0.2341V0.01000.03000.05000.0700浓度/molL? 电动势/V E(Cl|AgCl) lg?Cl0.09730.3314 -2.00000.07690.3110 .52290.06580.29999 .30100.05930.2934 .15490.09000.05320.2873 .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R?=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。5