银-氯化银电极标准电极电势的测定

1、实验八 银-氯化银电极标准电极电势的测定1 前言1.1 实验目的测定银-氯化银电极的标准电极电势。1.2 实验内容 30时，用电位差计分别测量银-氯化银电极中kcl溶液浓度0.0100 moll-1，0.0300 moll-1，0.0500 moll-1，0.0700 moll-1，0.0900 moll-1时hg |hg2cl2，kcl（饱和）kcl（c）|agcl |ag电池的电动势，再加上计算得到的负极饱和甘汞电极的电势，得到不同acl条件下银-氯化银电极的电势，再根据能斯特方程得到标准电极电势。1.3 实验原理在电池中，电极都具有一定的电极电势。当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势只

2、差就等于该可你电池的电动势，规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即 e = +- （1）式中，e是原电池的电动势。+、-分别代表正、负极的电极电势。在本次实验中，银-氯化银电极为正极 ag|agcl = e + 饱和甘汞 （2）负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式： 饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00076(t/25) （3）根据电极电位的能斯特方程，有+ -rt/zfln(还原/氧化) （4）- -rt/zfln(还原/氧化) （5）ag/agcl = ag/agcl -rt/f lgcl- （6）式中：t为热力学温度；r

3、为摩尔气体常量；z为反应的电荷数；f为法拉第常量；为活度，在本次实验中，因kcl浓度很稀，cl-ccl-。补偿法测电源电动势的原理：用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势e。如图1所示，电位差计就是根据补偿法原理设计的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。rpewbcresatswgkex图1. 补偿法测量原电池电动势的原理线路图工作电流电路：首先调节可变电阻rp，使均匀划线ab上有一定的电势降。标准回路：将变换开关sw合向es，对工作电流进行标定。借助调节rp使得ig=0来实现es=uca。测量回路：s

4、w扳回ex，调节电势测量旋钮，直到ig=0。读出ex。uj-25高电势直流电位差计结构如图2所示：1）转换开关旋钮：相当于上图中sw，指在n处，即sw接通en，指在x1，即接通未知电池ex。2）电计按钮：原理图中的k。3）工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻rp。4）电势测量旋钮：中间6只旋钮，10-1，10-2，10-3，10-4，10-5，10-6，被测电动势由此示出。52.9-3.3v1.95-2.2v+-+-电计未知2未知1标准ba工作电池41中粗3x2n细2断断x1微短路细粗图2. uj-25电位差计面板图1.转换开关；2.电计按钮（3个）；3.工作电流调节旋

5、钮（4个）；4.电势测量旋钮（6个）；5.标准电池温度补偿旋钮2 实验方法2.1 实验仪器和试剂仪器：电位差计一台（见图2），惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银氯化银电极一支，100ml容量瓶5个，50ml滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。试剂：0.200moll-1kcl溶液2.2 实验步骤1) 将商品银电极电镀制备成银电极、银-氯化银电极，将制备的电极和商品饱和甘汞电极洗净（实验室已完成）。2) 制备盐桥（实验室已完成）。3) 恒温槽恒温至30。将0.200 mol l-1的kcl溶液分别稀释成0.0100 moll-1，0.0300 moll-1，0.0500 mo

6、ll-1，0.0700 moll-1，0.0900 moll-1各100ml。4) 根据补偿法原理连接电路。读取环境温度后，根据惠斯登标准电池电动势与温度的关系et/v = 1.018625-39.94(t/-20)+0.929(t/-20)2-0.0090(t/-20)3+0.0006(t/-20)410-6计算出et等于1.01844v，调节温度补偿旋钮至计算值。5) 将转换开关拨至n处，调节工作电流调节旋钮粗、中、细，依次按下电计旋钮粗、细，直至检流计示数为零。6) 连好待测电池，hg |hg2cl2，kcl（饱和）kcl（c）|agcl |ag7) 将转换开关拨至x1位置，从大到小旋转

7、测量旋钮，按下电计按钮，直至检流计示数为零为止，6个小窗口的读数即为待测电极的电动势。8) 改变电极中c依次为0.0100 moll-1，0.0300 moll-1，0.0500 moll-1，0.0700 moll-1，0.0900 moll-1，测各不同浓度下的电极电势ex。3 结果与讨论 表1中的第二行电池电动势由电位差计的电势测量旋钮直接读出。由公式（3）计算得，26.1时，饱和甘汞电极的电极电势0.24066v。第三行银-氯化银电极的电势由公式（2）算得，因kcl浓度很稀，cl-ccl-。表1 电池电动势测定结果室温：26.1 浓度/moll10.01000.03000.05000.

8、07000.0900电动势/v0.107110.082810.070150.061800.05555e(cl|agcl)0.340770.323470.310510.302460.29621lnacl-4.6052-3.5066-2.9957-2.6593-2.4079以表1中的第三行e(cl|agcl)对第四行lgacl作图，得图3。图3. e(cl|agcl) - lncl图由图得，r=0.9969，可见本次实验线性拟合较好，拟合直线的斜率k为-0.0252，截距为0.2339v。由公式（6），k理论=-rt/f=-0.0261，相对误差e1=3.4%。同样由公式（6）知，直线的理论值即为

9、银-氯化银电极的标准电势，即ag/agcl = 0.2339v。查阅文献得，ag/agcl = 0.23695-4.865410-4t-3.420510-6t2-5.86910-9t3v = 0.2194v，相对误差e2 = 5.3%。可以看到实验值和理论值之间存在一定的误差，这可能是由以下的原因造成的。调节电桥平衡的操作时间稍长，电极上较长时间有电流通过，会发生电池反应使得溶液浓度下降、电极表面极化，这样可逆电极变成不可逆的，会给实验带来较大误差。而且理论上实验应该在电流无限小的情况下测量，才能达到可逆电池的要求，但实际过程中仍存在一定值的电流，于是产生的极化作用破坏了电池的可逆性，使电动势偏离可逆值。4 结论 银-氯化银电极的标准电势ag/agcl = 0.2339v，文献值为0.2194v，相对误差e2 = 5.3%。参考文献：【1】 浙江大学化学系.2005.中级化学实验.第一版.北京:科学出版社附：浓氯化钾溶液爬盐现象的解释 溶液能润湿烧杯壁，会沿着烧