实验三 原电池电动势的测定及应用(设计)

实验三 电池电动势的测定及其应用

一、实验目的

1. 学会电极和盐桥的制备方法。

2. 掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术。

3. 通过电池电动势的测定求难溶盐AgCl的KSP和?rGm、?rSm、?rHm。

二、实验原理

满足“(1)反应可逆——电池电极反应可逆。(2)能量可逆——充放电电流无限小，电池中无不可逆液接界”的电池叫可逆电池。可逆电池的电动势可看作是正、负两个电极的电势之差（E??????），有很多重要的用处。如

Ag(S)-AgCl(S)｜KCl (0.1000mol·kg-1)‖AgNO3 (0.1000mol·kg-1)｜Ag(S) 银电极反应: Ag++e→Ag 银－氯化银电极反应: Ag + Cl-→AgCl+e 总的电池反应为: Ag??Cl??AgCl(s)

E?E??RT1 (1)

ZFaAg?aCl?又

?rGm??ZFE????RTln1 (2) Ksp E(3)代入(1)化简之有:

???RTlnKsp (3) ZF E??RT1RT1 ln?ZFKspZFaAg?aCl?lnKsp?lnaAg??lnaCl??RTE （4） ZF

结合lg?i??0.509Zi2I，由实验测得电池动势E即可求出Ksp。

定温定压下

?rGm??ZFE (5) ??E??rSm?ZF?? (6)

??T?p??E?? (7) ?T??p??E?

?是?T??p

?rHm??ZFE?ZFT?式中，F为法拉弟(Farady)常数; Z为电极反应式中电子的计量系数的最小公倍数；?

电池的温度系数，可通过不同温度下（20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃）电动

势的测定，作E—T图，从曲线斜率可求得。

为此实际测量中，电极必须可逆，测电动势必须用电位差计，有液接电势的必须用正负离子迁移数接近的“盐桥”。

三、仪器药品

1.仪器

电位差计 1台 直流复射式检流计 1台 精密稳压电源(或蓄电池) 1台 标准电池 1只 银丝（长10cm,直径1mm） 2根 铂电极 1只 毫安表 1只

滑线电阻 1只 盐桥 1只 超级恒温槽 1台 恒温夹套烧杯 2只 烧杯（50ml） 1只 2.药品

KCl(0.1000mol·kg-1);AgNO3(0.1000mol·kg-1);HCl(1mol·dm-3); 3mol·dm-3HNO3；琼脂(C.P.); 饱和KNO3溶液；蒸馏水。

四、实验步骤

1.电极和盐桥的制备 (1)银电极的制备

取一直径1mm的纯银丝，先用丙酮洗去表面的油污，在3mol/LHNO3溶液中浸蚀以下，再用蒸馏水洗净、擦干，然后浸入0.1000mol·kg-1 AgNO3溶液（约3cm）作为本次实验用的银电极。

(2)Ag-AgCl电极制备

取一直径1mm的纯银丝，先用丙酮洗去表面的油污，在3mol/LHNO3溶液中浸蚀以下，再用蒸馏水洗净、擦干，插入1mol·dm-3HCl溶液中（约3cm）作为正极，以Pt电极作负极，电镀，按线路图，控制电流为2mA左右，镀30min，得呈紫褐色的Ag-AgCl电极。用蒸馏水洗净电极表面、擦干，插入0.1000mol·kg-1KCl溶液中。作为本次实验用的Ag-AgCl电极。

（3）盐桥制备

称取1g琼脂放入50mL饱和KNO3溶液中，浸泡片刻，再缓慢加热至沸腾，待琼脂全部溶解后稍冷，将洗净之盐桥管插入琼脂溶液中，从管的上口将溶液吸满(管中不能有气泡)，保持此充满状态冷却到室温，即凝固成冻胶固定在管内。取出擦净备用。 2.电池组装

标准电池 待测电池 工作电源 检流计

3.电动势测定

（1）调节恒温槽温度为（20±0.1）℃，接通恒温水。 （2）按图连接好各部件

电位计 ① 【检流计】调零

先打开220V电源开关，将其灵敏度依次从低到高（×0.01、×0.1、×1）档，用【零点调节】旋钮分别进行零点调节指零、并置“×0.01档”。

② 温度补偿调整Es数值

据ES?1.01845?4.05?10?5(T?293.15)算出标准电池在室温下的电动势大小，并在电位差计上调节温度补偿旋钮至正确的大小位置上。

③ 工作电流标准化

将【标准/未知】开关置于“标准”档，然后依次按下【标准/未知】开关下方的“粗”、“细” 钮，依灵敏度依次从低到高（×0.01、×0.1、×1）顺序，再调节其右方的调节旋钮直至【检流计】指零、并置“×0.01档”。然后将【标准/未知】开关置于“断”档。

④ 测定E

将【标准/未知】开关置于“未知”档，依灵敏度依次从低到高（×0.01、×0.1、×1）顺序，调节六个读数盘使【检流计】指零，此时六个读数盘的示数之和即为所测电池的E。 （3）用（2）法测定25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃下的电池电动势。

五、注意事项

（1） 制备电极时，防止将正负极接错，并严格控制电镀电流。

（2）为保证所测电池电动势的正确，必须严格遵守电位差计的正确使用方法；当数值稳定在±0.1mV之内时即可认为电池已达到平衡。 六、数据处理

1、数据记录

不同温度下电池电动势 室温 ℃

t / ℃ E / V 20 25 30 35 40 45 50 2、计算25℃下AgCl的KSP。

3、作E-T曲线，求出25℃下的?

??E?

?和?rGm、?rSm、?rHm。 ??T?p

【思考问题】

1.电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用? 如何保护及正确使用? 2.若电池的极性接反了，有什么后果?

3.盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?

百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典综合文库实验三 原电池电动势的测定及应用(设计)在线全文阅读。