電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定(附上原理圖)

1、實(shí)驗(yàn)五 原電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?掌握對(duì)消法測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)的原理及電位差計(jì)的使用方法.2學(xué)會(huì)某些電極的制備和處理方法。3通過(guò)電池和電極電勢(shì)的測(cè)定，加深理解可逆電池的電動(dòng)勢(shì)可逆電極電勢(shì)的概念。 二、實(shí)驗(yàn)原理：1原電池是化學(xué)能變?yōu)殡娔艿难b置，它由兩個(gè)“半電池”組成，每個(gè)半電池中有一個(gè)電極和相應(yīng)的電解質(zhì)溶液。電池的電動(dòng)勢(shì)為組成該電池的兩個(gè)半電池的電極電勢(shì)的代數(shù)和。常用鹽橋來(lái)降低液接電勢(shì)。2測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)要在接近熱力學(xué)可逆條件下進(jìn)行，即在無(wú)電池通過(guò)的情況下，不能用伏特計(jì)直接測(cè)量。因此方法在測(cè)量過(guò)程中有電流通過(guò)伏特計(jì)，處于非平衡態(tài)。用對(duì)消法可達(dá)到測(cè)量原電池電動(dòng)勢(shì)的目的，如圖所示:【Ew、Es、

2、Ex 分別為工作電池，標(biāo)準(zhǔn)電池，待測(cè)電池。 】工作原理為：當(dāng) Ks接通時(shí)，調(diào)節(jié)Rf及滑動(dòng)頭至C，使檢流計(jì)中無(wú)電流通過(guò)。此時(shí)有EsUCA 工作回路電流IUSA /RSA=Es/RSA 當(dāng)Ks斷開(kāi)，Kx接通，調(diào)節(jié)滑頭至H，使檢流計(jì)中無(wú)電流通過(guò)，此時(shí)有ExUHA，工作回路電流I=UXA/RXA=Ex/RXA 因此 Es/RSA =Ex/ RXA 即 Ex RXA(Es/RSA )但由于Es隨溫度而變，所以在測(cè)量過(guò)程中要調(diào)節(jié)RSA來(lái)調(diào)節(jié)(Es/RSA )的恒定（即電位差計(jì)的標(biāo)定）。 三、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑：UJ25型高電勢(shì)電位差計(jì)1臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)電池(惠斯登電池)1個(gè)，直流檢流計(jì)1臺(tái)，鉀電池,氯化亞汞，銅鋅電極

3、，溫度計(jì) ZnSO4(0.1000mol/L),CuSO4(0.1000mol/L) ,CuSO4(0.0100mol/L) 四、實(shí)驗(yàn)操作：1半電池的制備：(1)鋅電極的制備：將鋅電極用砂紙磨光，除掉鋅電極上的氧化層，用蒸餾水沖洗，然后浸入飽和氯亞汞溶液中35秒，取出后再用蒸餾水淋洗，使鋅電極表面上有一層均勻的汞齊（防止電極表面副反應(yīng)的發(fā)生，保證電極可逆）。將處理好的鋅電極直接插入盛有0.1000mol/L硫酸鋅溶液的電極管中。(2)銅電極的制備：將銅電極用砂紙打光，再用蒸餾水淋洗，插入盛有0.1000mol/L硫酸銅溶液的電極管中。2電池組合：1 打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱10分鐘。2 校驗(yàn)21 將

4、“測(cè)量選擇”旋鈕置于“內(nèi)標(biāo)”。22 將“100”位旋鈕置于“1”，其他旋鈕均置于“0”，此時(shí)，“電位指示”顯示為“1.00000”V。若顯示小于“1.00000”V，可調(diào)節(jié)補(bǔ)償旋鈕以達(dá)到顯示“1.00000”V； 23 待“檢零指示”顯示數(shù)值穩(wěn)定后，按一下“采零”鍵，此時(shí)，“檢零指示”顯示數(shù)值為“0000”。3 測(cè)量31 將“測(cè)量選擇”置于“測(cè)量”。32分別用砂紙將鋅電極和銅電極進(jìn)行打磨，將它們的氧化膜磨掉。分別用小燒杯取小半杯0.1mol/l的ZnSO4溶液和0.1mol/l的CuSO4溶液約20ml。將鋅電極插入ZnSO4溶液中，銅電極插入CuSO4溶液。兩溶液之間用鹽橋連接。33 用導(dǎo)線

5、將鋅電極與測(cè)量插孔的“-”極連接，用導(dǎo)線將銅電極與測(cè)量插孔的“+”極連接。34 調(diào)節(jié)“10010-4”五個(gè)旋鈕，使“檢零指示”顯示數(shù)值為負(fù)值且絕對(duì)值最小。（注意調(diào)節(jié)時(shí)從大到小調(diào)，若前一個(gè)旋鈕所調(diào)檔位使“檢零指示”為正值，則應(yīng)該把前面這個(gè)檔位數(shù)值調(diào)小一檔。若“檢零指示”出現(xiàn)“OUL”情況，表明所測(cè)原電池電動(dòng)勢(shì)與所調(diào)的“電位顯示”相差很大，需重新調(diào)節(jié)）35 調(diào)節(jié)“補(bǔ)償”旋鈕，使“檢零指示”顯示數(shù)值為“0000”。此時(shí)，“電位顯示”數(shù)值即為被測(cè)原電池的電動(dòng)勢(shì)。將所用電解質(zhì)溶液倒掉。36 分別再測(cè)量Cu|CuSO4(0.01mol/l)| CuSO4(0.1mol/l) |Cu Zn|CuSO4(0.

6、1mol/l)|KCl(飽和)|Hg2Cl2|Hg Hg|Hg2Cl2|KCl(飽和)| CuSO4(0.1mol/l) |Cu 三個(gè)原電池的電動(dòng)勢(shì)，步驟與上面相同，記錄所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)數(shù)值。4 關(guān)閉電位差計(jì)電源開(kāi)關(guān)，將用過(guò)的小燒杯清洗干凈，鹽橋和甘汞電極要放回裝有飽和KCl溶液的大燒杯里。實(shí)驗(yàn)結(jié)束。 五、注意事項(xiàng)1.連接線路時(shí)，切勿正、負(fù)極接反。2.接通時(shí)間要短，不超過(guò)5s，以防止過(guò)多電量通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電池和待測(cè)電池，造成嚴(yán)重極化現(xiàn)象，破壞電池的電化學(xué)可逆狀態(tài)。3.整個(gè)調(diào)節(jié)測(cè)量時(shí)間要快，以免電解質(zhì)電解時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液變稀，以致測(cè)不準(zhǔn)。而且室溫的上升對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也有影響。 六、數(shù)據(jù)處理 待測(cè)原 電池實(shí)測(cè)電

7、動(dòng)勢(shì)（V） 電動(dòng)勢(shì)理論值（V） Cu-Zn電池 1.085335 1.1037 Cu的濃差電池 0.01623 0.0178 甘汞-Zn電池 0.999235 1.0579 Cu-甘汞電池 0.076111 0.0458 相對(duì)偏差：Cu-Zn電池 （1.1037 -1.085335）/1.1037 *100%=1.66%Cu的濃差電池 （0.0178-0.016235）/0.0178*100%=8.79%甘汞-Zn電池 ( 1.0579-0.999235) /1.0579*100%=5.55%Cu-甘汞電池 |(0.0458-0.076111) |/0.0458*100%=66.18%七、誤差分析1在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，檢流計(jì)光標(biāo)很難指