原電池電動(dòng)勢(shì)和溶液pH的測(cè)定

原電池電動(dòng)勢(shì)和溶液pH的測(cè)定實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諏?duì)消法測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)及電極電勢(shì)的原理和方法熟悉電位差計(jì)的工作原理和使用方法掌握電動(dòng)勢(shì)法測(cè)定溶液的pH實(shí)驗(yàn)原理電池電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)不能直接用伏特表來(lái)測(cè)定。利用對(duì)消法可在電池?zé)o電流（或極小電流）通過(guò)時(shí)測(cè)得其兩極間的電勢(shì)差，即為該電池的平衡電動(dòng)勢(shì)。電池電動(dòng)勢(shì)E池＝＋－－電化學(xué)中電極電勢(shì)的絕對(duì)值無(wú)法測(cè)定，只能以某電極的電極電勢(shì)為標(biāo)準(zhǔn)求出其相對(duì)值。本實(shí)驗(yàn)采用飽和甘汞電極為參比電極電極：HgHg2Cl2(s),KCl(4.6mol·L-1)電極電勢(shì)的測(cè)定實(shí)驗(yàn)原理電極反應(yīng)：Hg2Cl2(s)+2e==2Hg(l)+2Cl-還原電極電勢(shì)：將甘汞電極與待測(cè)電極組成原電池，由甘汞電極的電極電勢(shì)及實(shí)驗(yàn)測(cè)定的電池電動(dòng)勢(shì)就可計(jì)算出電極電勢(shì)。實(shí)驗(yàn)原理利用各種氫離子指示電極與參比電極組成電池，由測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)算出溶液pH電動(dòng)勢(shì)法測(cè)溶液的pH標(biāo)準(zhǔn)氫電極實(shí)驗(yàn)原理電動(dòng)勢(shì)法測(cè)溶液的pH（1）用氫電極測(cè)定溶液pH

電極：Pt|H2[p(H2)]|H+[a(H+)]

電極反應(yīng)：H+[a(H+)]+e→1/2H2(g)

還原電極電勢(shì)：實(shí)驗(yàn)原理將氫電極和飽和甘汞電極構(gòu)成電池Pt|H2[p(H2)]|H+[a(H+)]||KCl(飽和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)電池電動(dòng)勢(shì)E池＝(Cl-/Hg2Cl2,Hg)-(H+/H2,Pt)求pH值，得實(shí)驗(yàn)原理電動(dòng)勢(shì)法測(cè)溶液的pH（1）用氫電極測(cè)定溶液pH（2）由醌氫醌電極測(cè)pH

將待測(cè)pH溶液以醌氫飽和，并以惰性電極（本實(shí)驗(yàn)用光亮Pt片）插入此溶液組成醌氫醌電極。醌（Q）與氫醌（QH2）的物質(zhì)的量之比1︰1電極反應(yīng)：C6H4O2+2H++2e→C6H4(OH)2電動(dòng)勢(shì)法測(cè)溶液的pH實(shí)驗(yàn)原理（2）由醌氫醌電極測(cè)pH電極電勢(shì)：把此電池與飽和甘汞電極組成原電池電動(dòng)勢(shì)法測(cè)溶液的pH實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)步驟電極及電池準(zhǔn)備（1）鋅電極用稀硫酸浸洗，依次用水、蒸餾水淋洗，再將其浸入飽和硝酸亞汞溶液中3~6秒鐘,待汞齊化后取出,用濾紙擦干,再用蒸餾水淋洗(注意：Hg有毒)。把處理好的鋅電極插入清潔的電極管內(nèi)并塞緊。將電極管的虹吸管浸入盛有0.10mol·L-1ZnSO4溶液中實(shí)驗(yàn)步驟電極及電池準(zhǔn)備（2）銅電極將銅電極在稀硝酸內(nèi)浸洗，取出后沖洗干凈，再把它作為陰極，另取一塊純銅片作為陽(yáng)極，在鍍銅溶液內(nèi)進(jìn)行電鍍。電鍍條件是：電流密度25mA·cm-2左右，電鍍時(shí)間20～30分鐘。電鍍后應(yīng)使銅電極表面有一緊密的鍍層，取出銅電極，用蒸餾水淋洗，濾紙擦干后,仿鋅電極，吸入0.20mol·L-1CuSO4溶液,制成銅半電池。實(shí)驗(yàn)步驟電極及電池準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)步驟電極及電池準(zhǔn)備電池的組合。將飽和KCl溶液注入50mL小燒杯中，得電池1：Zn|Zn2+(0.10mol·L-1)||Cu2+(0.20mol·L-1)|Cu電池2：Zn|Zn2+(0.10mol·L-1)||KCl(飽和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)電池3：

Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(飽和)||Cu2+(0.20mol·L-1)|Cu實(shí)驗(yàn)步驟電動(dòng)勢(shì)的測(cè)定根據(jù)電位差計(jì)的接線圖，接好電動(dòng)勢(shì)測(cè)量線路根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電池電動(dòng)勢(shì)的溫度校正公式算出室溫下標(biāo)準(zhǔn)電池的電動(dòng)勢(shì)，并按此計(jì)算對(duì)電位差計(jì)的工作電流進(jìn)行標(biāo)定。分別測(cè)定電池1、2、3的電池電動(dòng)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)步驟醌氫醌電極測(cè)溶液的pH（1）取1.0mol·L-1HAc及1.0mol·L-1NaAc溶液各5mL于小燒杯中，混合后加蒸餾水稀釋至25mL，作為待測(cè)液1（2）取甲液（每升含11.376gNaHPO4·2H2O）1.0mL，乙液（每升含9.078gKH2PO4）19.0mL混合，作為待測(cè)液2實(shí)驗(yàn)步驟醌氫醌電極測(cè)溶液的pH（3）取甲液14.0mL，乙液6.0mL混合，作待測(cè)液3（4）取少量的醌氫醌分別加入各待測(cè)液中，用玻棒攪拌均勻，將光亮的鉑電極和飽和甘汞電極插入待測(cè)液中，測(cè)定電池的電動(dòng)勢(shì)電極管裝液前，需要用少量的電解質(zhì)溶液淋洗，以確保濃度的準(zhǔn)確性，裝液后要檢查是否漏液和電路是否暢通，特別是電極的虹吸管內(nèi)不能有氣泡。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將電極管內(nèi)溶液倒掉，以防止對(duì)電極腐蝕

。注意事項(xiàng)使用甘汞電極，要防止溶液倒流入甘汞電極中。甘汞電極和鹽橋中應(yīng)保留少量氯化鉀晶體，使溶液處于飽和狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)電池在搬動(dòng)和使用時(shí)，不要使其傾斜和倒置，要放置平穩(wěn)。接線時(shí)正接正、負(fù)接負(fù)，兩極不允許短路。注意事項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄和處理記錄室溫、大氣壓。列表記錄實(shí)驗(yàn)所測(cè)各電池電動(dòng)勢(shì)值。有數(shù)據(jù)計(jì)算室溫下(Cl-/Hg2Cl2,Hg)和(Q,H2Q)由Nernst公式計(jì)算電池的電動(dòng)勢(shì)的理論，計(jì)算時(shí)，物質(zhì)的濃度要用活度代替?；疃认禂?shù)由表中查得。將理論值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較，計(jì)算實(shí)驗(yàn)相對(duì)誤差并進(jìn)行誤差分析。數(shù)據(jù)記錄和處理由電池2、電池3的電動(dòng)勢(shì)及甘汞電極電勢(shì)，分別計(jì)算出(Cu2+/Cu)和(Zn2+/Zn)及θ(Cu2+/Cu)和θ(Zn2+/Zn)的實(shí)驗(yàn)值，并與手冊(cè)中查的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)進(jìn)行比較，計(jì)算相對(duì)誤差并進(jìn)行誤差分析。根據(jù)醌氫醌電極所測(cè)各待測(cè)