1、精品文檔電極制備及電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 學(xué)會(huì)銅電極、鋅電極的制備和處理方法。2 掌握電勢(shì)差計(jì)的測(cè)量原理和測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)的方法。3 加深對(duì)原電池、電極電勢(shì)等概念的理解。二實(shí)驗(yàn)原理：1 電池電動(dòng)勢(shì)不能用伏特計(jì)直接測(cè)量。 因?yàn)楫?dāng)伏特計(jì)與電池接通后， 由于存在電流 I ，使電動(dòng)勢(shì)值發(fā)生變化； 另一方面， 由于電池本身存在內(nèi)電阻， 所以伏特計(jì)所量出的只是兩極的電勢(shì)降，而不是電池的電動(dòng)勢(shì)。只有在沒有電流通過時(shí)的電勢(shì)降才是電池真正的電動(dòng)勢(shì)。= I （R內(nèi)+R外）伏特計(jì)測(cè)量： U=IR 外U/=R 外/ （R內(nèi)+R 外）當(dāng) R外，I0，U/1 ，U電勢(shì)差計(jì)就是利用對(duì)消法原理進(jìn)行電勢(shì)差測(cè)量的儀器，即能

2、在電池?zé)o電流 （或極小電流）通過時(shí)測(cè)得其兩極的電勢(shì)差，這時(shí)的電勢(shì)差就是電池的電動(dòng)勢(shì)。2電勢(shì)差計(jì)的測(cè)量原理：電勢(shì)差計(jì)的示意圖如圖所示：當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) K 合至 1，調(diào)節(jié) r ，使檢流計(jì) G中無電流通過，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電池EN 和標(biāo)準(zhǔn)電池的補(bǔ)償電阻 RN兩端的電勢(shì)分別相等，此時(shí)有下列關(guān)系：E =IRNN式中 I 為工作電流。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān) K 合至 2，調(diào)節(jié)滑線電阻A，再次使檢流計(jì)G指示為零，此時(shí)在可調(diào)電阻R上的電阻值設(shè)為 R ，則有：KEX= IRK式中 I 仍為前面所調(diào)的工作電流值，因此有：EX = E N· RK/RN即當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)EN和標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)的補(bǔ)償電阻RN 的數(shù)值確定時(shí)，只要正確讀

3、出RK的值，就能正確測(cè)出未知電動(dòng)勢(shì)EX。1 歡迎下載精品文檔三實(shí)驗(yàn)裝置圖：四實(shí)驗(yàn)步驟：1電極和鹽橋制備（ 1）鋅電極：先用稀硫酸洗凈鋅電極表面的氧化物，再用蒸餾水淋洗，然后用0.1M的 ZnSO4 溶液淋洗，放入 0.1M 的 ZnSO4 溶液中，即制成了鋅電極。（ 2）銅電極：由于銅較鋅不活潑，所以先用稀硝酸洗凈銅電極表面的氧化物，再用蒸餾水淋洗，然后把它作為陰極，另取一塊純銅片作為陽(yáng)極，在鍍銅溶液（配制方法見試劑）內(nèi)進(jìn)行電鍍，電鍍時(shí)，電流密度控制在25mA·cm-2 左右，電鍍時(shí)間 2030 分鐘，使銅電極表面有一層均勻的新鮮銅。電鍍完成后，取出銅電極，用蒸餾水沖洗后，再用0.1

4、M 的 CuSO4溶液淋洗，最后放入 0.1M 的 CuSO4溶液中，即制成了銅電極。（ 3）鹽橋制備：為了消除液接電勢(shì)，必須使用鹽橋，其制備方法是：在100mL的飽和KCl 溶液中加入 3g 瓊脂，煮沸， 用滴管將它灌入干凈的U 形管中， U形管中以及管兩端不能留有氣泡，冷卻后待用。2電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定：（ 1）按圖 6（ P149）正確連接線路。注意正、負(fù)極不要接錯(cuò)。（ 2）校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)電池： 將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至 “ N”處，轉(zhuǎn)動(dòng)工作電流調(diào)節(jié)旋鈕粗、 中、細(xì)、微，依次按下電計(jì)按鈕“粗” 、“細(xì)”，直至檢流計(jì)為零。此后在實(shí)驗(yàn)過程中此四個(gè)按鈕不要再調(diào)。（ 3）測(cè)量待測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)： 將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向X1 或 X

5、2 位置（取決于待測(cè)電池的接入位置），從大到小旋轉(zhuǎn)六個(gè)測(cè)量旋鈕，按下電計(jì)按鈕“粗” 、“細(xì)”，直至檢流計(jì)示零， 6 個(gè)旋鈕下方所顯示的數(shù)字總和即為待測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)。更換電池，即可測(cè)量其它電池的電動(dòng)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)完畢，把鹽橋放在水中加熱溶解，洗凈，其它各儀器復(fù)原，檢流計(jì)短路放置。五數(shù)據(jù)處理：1 室溫下（ 17 C）三組電池的電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值：編號(hào)電池表示式E(V)( 實(shí)驗(yàn)值 )aZn ZnSO4(0.1000 mol/L)KCl( 飽和 ) Hg2Cl 2,Hg1.07073bHg2Cl 2,Hg KCl( 飽和 )Cu CuSO4(0.1000 mol/L)0.03857cZn ZnSO4(0.1000

6、mol/L)Cu CuSO4(0.1000 mol/L)1.086182計(jì)算：由飽和甘汞電極的電極電勢(shì)數(shù)據(jù)，以及a、 b 兩組電池的電動(dòng)勢(shì)測(cè)量值，分別計(jì)算銅電。2 歡迎下載精品文檔極和鋅電極的電極電勢(shì)。室溫下，甘汞 =0.2438-6.5× 10-4 （17-25 ）=0.24900VE =-2+2+=- E=0.24900-1.07073 = -0.82173V甘汞Zn/ZnZn /Zn甘汞aa同理，E =2+-2+=+E =0.24900+0.03857= 0.28757VCu /Cu甘汞Cu/Cu甘汞bb在 25C 時(shí) 0.1000mol · L-1 CuSO4溶液中

7、銅離子的平均離子活度系數(shù)為0.16 ，-1ZnSO 溶液中鋅離子的平均活度系數(shù)為0.15 ，計(jì)算銅電極和鋅電極的標(biāo)準(zhǔn)電0.1000mol · L4極電勢(shì)。2+02+RT1 Cu /Cu=Cu /Cu -2FlnaCu 202+=8.3142901ln=0.3392VCu/Cu0.28757+2965000.10.16同理 ,2+02+RTln1Zn/Zn =Zn/Zn -2FaZn 202+= -0.82173+8.3142901= -0.7693VZn/Zn2ln0.1965000.15物理化學(xué)數(shù)據(jù)手冊(cè)上的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)數(shù)據(jù)0*2+0*2+Cu/Cu= 0.3402VZn/Zn =

8、-0.7630V0*2+02+0*2+>02+Cu/Cu>Cu /CuZn/ZnZn /Zn六注意事項(xiàng)：1 標(biāo)準(zhǔn)電池切勿搖晃或顛倒，正負(fù)極不能接錯(cuò)，不能用萬(wàn)用表量其電壓。2 檢流計(jì)不用時(shí)一定要短路。在測(cè)定電動(dòng)勢(shì)時(shí)，一定要順次先按電位計(jì)上的“粗”按鈕，待檢流計(jì)光點(diǎn)調(diào)到零點(diǎn)后再按“細(xì)”按鈕，以免燒壞檢流計(jì)。又按按鈕使之通路的時(shí)間不可過長(zhǎng)，勿超過一秒。3 盛放溶液的燒杯須潔凈干燥或用該溶液蕩洗。所用電極也應(yīng)用該溶液淋洗或洗凈后用濾紙輕輕吸干，以免改變?nèi)芤簼舛取?甘汞電極內(nèi)充滿 KCl 溶液，并注意在電極內(nèi)應(yīng)有固體的 KCl 存在，以保證在所測(cè)溫度下為飽和的 KCl 溶液。使用時(shí)應(yīng)把橡皮頭

9、拔去。七結(jié)果討論：由實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果計(jì)算鋅電極和銅電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)，較手冊(cè)所給偏小， 這可能是因?yàn)椋? 標(biāo)準(zhǔn)電池長(zhǎng)期使用后其電動(dòng)勢(shì)已變動(dòng)，但未校正。2 用電位計(jì)測(cè)電池電動(dòng)勢(shì)時(shí)，每測(cè)一次前都需用標(biāo)準(zhǔn)電池校正，否則因工作電池的放電而改變了工作電流，致使電位計(jì)上的刻度不等于實(shí)際的電位值。3測(cè)電動(dòng)勢(shì)最好應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行，但目前尚無這樣的條件。4制備電極時(shí)如電流密度過大，鍍液有誤或鍍前電極表面未經(jīng)潔凈處理會(huì)使鍍層粗糙而易于剝落，致使電極電位有所改變而影響所測(cè)的電動(dòng)勢(shì)值。八思考題：1為什么不能用伏特計(jì)測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)？其原因是：（ 1）用伏特計(jì)測(cè)量，總不免有電流流過電池，勢(shì)必有一部分電動(dòng)勢(shì)消耗在極化和克服內(nèi)

10、阻上，因而使測(cè)量的電壓小于電池的電動(dòng)勢(shì)；（ 2）當(dāng)有電流通過電池時(shí)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使溶液的濃度改變，導(dǎo)致電動(dòng)勢(shì)的改變，從而破壞了電池的可逆性。2 對(duì)消法測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)的主要原理是什么？。3 歡迎下載精品文檔現(xiàn)代很多直流電源可直接讀出輸出電壓 , 將這樣的電源的正極與待測(cè)電池正極 , 負(fù)極與負(fù)極相連 , 串聯(lián)一個(gè)保護(hù)電阻和一個(gè)檢流計(jì) . 調(diào)可讀電源的輸出電壓至檢流計(jì)指針不在偏轉(zhuǎn) . 此時(shí)待測(cè)電壓與可讀電壓的值相等 . 利用電勢(shì)相消 .3應(yīng)用 UJ-25 型電勢(shì)差計(jì)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)過程中，若檢流計(jì)光點(diǎn)總往一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)，這可能是什么原因？在測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)過程中， 若檢流計(jì)光點(diǎn)總往一個(gè)方向偏轉(zhuǎn)， 說明達(dá)不到補(bǔ)償， 其原因可能是： 被測(cè)電動(dòng)勢(shì)高于電位差計(jì)的量限； 工作電池?zé)o電動(dòng)勢(shì)輸出，或工作電池輸出的電動(dòng)勢(shì)低于規(guī)定值； 工作電流回路中