電極制備及電動勢的測定

電極制備及電動勢的測定第一頁，共十七頁，2022年，8月28日1.學(xué)會銅電極、鋅電極和甘汞電極的制備和處理方法；2.掌握電勢差計的測量原理和測定電池電動勢的方法；3.加深對原電池、電極電勢等概念的理解。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

第二頁，共十七頁，2022年，8月28日二、實(shí)驗(yàn)原理

電池由正、負(fù)兩極組成。電池在放電過程中，正極起還原反應(yīng)，負(fù)極起氧化反應(yīng)，電池內(nèi)部還可能發(fā)生其它反應(yīng)。電池反應(yīng)是電池中所有反應(yīng)的總和。電池除可用來作為電源外，還可用它來研究構(gòu)成此電池的化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)性質(zhì)。第三頁，共十七頁，2022年，8月28日原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，它是由兩個“半電池”所組成，而每一個半電池中有一個電極和相應(yīng)的電解質(zhì)溶液，由半電池可組成不同的原電池。在電池放電反應(yīng)中，正極起還原反應(yīng)，負(fù)極起氧化反應(yīng)。1.原電池A.原電池的電動勢為組成該電池的兩個半電池的電極電勢的代數(shù)和。第四頁，共十七頁，2022年，8月28日φ+0,φ-0代表正、負(fù)電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢.R=8.134J.mol-1.K-1。T是絕對溫度。Z是反應(yīng)中得失電子的數(shù)量。F=96500C，稱法拉第常數(shù)。

為參與電極反應(yīng)的物質(zhì)的還原態(tài)的活度。

B.電池的書寫習(xí)慣是左邊為負(fù)極．右邊為正極，符號“│”表示兩相界面，“‖”表示鹽橋，鹽橋的作用主要是降低和消除兩相之間的接界電勢。第五頁，共十七頁，2022年，8月28日對于Cu-Zn電池，其電池表示式為Zn|ZnSO4(m1)||CnSO4(m2)|Cu電極反應(yīng)第六頁，共十七頁，2022年，8月28日a.甘汞-Znb.Cu-甘汞c.Cu-ZnⅠ確定Zn電極的電極電勢。Ⅱ利用能斯特方程求出Zn電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢。Ⅲ查文獻(xiàn)，求Zn電極的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢的相對誤差。Ⅰ這是電池電動勢的實(shí)驗(yàn)值。Ⅱ利用能斯特方程求出電池電動勢的理論值。Ⅲ求相對誤差。第七頁，共十七頁，2022年，8月28日0.1 0.33371.0 0.2801飽和 0.2412第八頁，共十七頁，2022年，8月28日2.對消法原理工作回路標(biāo)定回路待測回路第九頁，共十七頁，2022年，8月28日3.電池電動勢的應(yīng)用(P.443)a.醌氫醌(Q·H2Q)是由等分子的醌(Q)和氫醌(H2Q)構(gòu)成的分子化合物，它在水中溶解度很小，且易達(dá)到如下解離平衡：C6H4O2·C6H4(OH)2=C6H4O2+C6H4(OH)2Q·H2QQH2Q

b.在含有H+的溶液中加入少許Q·H2Q，插入隋性Pt電極即構(gòu)成醌氫醌電極，其電極反應(yīng)為Q+2H++2e=H2Q第十頁，共十七頁，2022年，8月28日c.電極電勢為：由于醌氫醌的溶解度很小，其解離產(chǎn)物Q和H2Q的活度因子均可視為1，又由于兩者濃度相等，故第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日d.與甘汞電極組成電池第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日4.鹽橋a.在用電化學(xué)方法研究化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)性質(zhì)時，所設(shè)計的電池應(yīng)盡量避免出現(xiàn)液接界，在精確度要求不高的測量中，出現(xiàn)液接界電勢時，常用“鹽橋”來消除或減小。b.“鹽橋”中正負(fù)離子的遷移數(shù)應(yīng)該相等或相近。第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日試劑：氯化鉀溶液（飽和）硫酸鋅溶液（-1）；硫酸銅溶液（-1）；醌氫醌固體。三、實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

儀器：電勢差計1臺；標(biāo)準(zhǔn)電池1只；電線若干；銅電極1支鋅電極1支；甘汞電極1支電極架1只。第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日1.

電極制備（1）鋅電極（2）銅電極（3）甘汞電極四、實(shí)驗(yàn)步驟第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日a.Zn|ZnSO4-1)‖KCl(飽和)|Hg2Cl2,Hgb.Hg,Hg2Cl2|KCl(飽和)‖CuSO4-1)|Cuc.Zn|ZnSO4-1)‖CuSO4-1)|Cud.Hg,Hg2Cl2|稀鹽酸‖醌氫醌|Pt（S）（1）按規(guī)定接好電勢差計的測量電池電動勢線路。（2）以飽和KCl溶液為鹽橋，分別將上面制備好的電極組成電池，并接入電勢差計的測量端，測量其電動勢。2.電池電動勢的測量第十六頁，共十七頁，2022年，8月28日1．為