原电池电动势的测定及应用

1、原电池电动势的测定及应用作者:日期:实验四原电池电动势的测定及应用电池:一Hg(l)lHg2cLJS)IKCL(饱和)llAgNO?(0.01000molI?)IAg(S)+-Hg(l)IHg2cL2(S)IKCL(饱和)llQQH2 1Pt(S) +/0.1000nx)ler,HOAc+>.O.lOOOnnleLNaOAc；一Ag(S)lKCL(叫为饱和AgCL溶液IIAgNO3(m2)IAg(S)+求难溶盐AgCl的溶度积Ksf设计电池如下：一Ag(S)lKCL(叫声饱和AgCL溶液IIAgNO3(/n2)lAg(S)+该电池电极反应如下:阳极(-)反应:Ag(S)f Ag+(4)

2、+ e阴极(+ )反应:Ag+(m2)+e-> Ag(S)电池反应:pta.(必)电池电动势：E=E°_，ln儿"、F%/(%)%/(4)为AgNC>3(加2)中银离子的活度,=7±*叫；%&*(%)为饱和AgCL溶液中4院的活度。由于=K5p,因此式变为:RT、InF/士 （AgN。?）叱竺必,、,、F/±（KCL）e/H1e7±（AgNO3）测定七后，即可求K$p。操作步骤：制备电极银电极用浓氨水浸，再用水洗净。然后浸入含有少量硝酸钠的硝酸中片刻。取出用水洗净。把处理好的二根银电极浸入同样浓度的AgNC>3溶液，测

3、其电池电动势。如果电池电势不接近0（允许相差12mV）,则银电极必须重新处理。按电极符号组成浓差电池，其中左方电极的制备方法如下：将新制好Ag电极插入0.01000mol/LKCL溶液中，滴加两滴0.lmol/LAgNO3溶液（不能多加）；将另一新制好的Ag电极插入0.01000mol/LAgNC溶液中，加上盐桥。测定电池电动势。求电池反应的'G,”、£、凡、A&设计电池如下：-Zn（S）lZnSO4（0.1000m）IIKCL（1.000m）AgCL（S）IAg（S）+（饱和KCL盐桥）电池反应为：2AgCL（S）+Zn（S）2Ag（S）+Zn2+（0.1000m）

4、+2CL-（1.000m）分别测定电池在各个温度下的电动势，作7图，从曲线斜率可求得任一温度下的空|,利用公式（1）、（2）、（3）、（5）即可求得该电池反应的<6T）p求银电极的标准电极电势对银电极可设计电池如下：-Hg(l)IHg2CL2(S)lKCL(饱和)IIAgNO3(0.01molL")IAg(S)+该电池电极反应如下：阳极(-)反应：2Hg(1)+2CL(饱和).Hg2cL2俗)+%阴极(+)反应：Ag10.01mol.L1)+e>Ag(S)电池反应：电池电动势：E=8正一夕负=唳%+*叱/-向饱和甘汞)所以：%4=£+次饱和甘汞)10%(4)测定

5、溶液的pH值溶液的pH值可用电动势法精确测量。利用各种氢离子指示电极与参比电极(一般是用饱和甘汞电极做参比电极)组成电池，由测得的电动势算出溶液的pH值。常用的氢离子指示电极有氢电极、醍-氢醍电极、玻璃电极等。氢电极测溶液的pH值比较麻烦，需要提供稳定的氢气流冲打钳黑电极，使氢气被旬黑吸附并与待测H+溶液达成平衡。本实验是用酿-氢醍电极与饱和甘汞电极组成原电池，在弱酸或弱碱性的溶液中测出电动势。Q-QH。为豳(Q)与氢配(QHJ等摩尔混合物，在水溶液中部分分解。它在水中溶解度很小。将待测pH溶液用QQH?饱和后，再插入一只光亮Pt电极就构成了QQH电极，可用它构成如下电池：-Hg（l）IHg2

6、CL2（S）IKCL（饱和）II由QQH2饱和待测pH溶液（H+）IPt（S）+QQH2电极反应为：Q+2H+2e->QH2因为酿和氢酿的浓度相等，稀溶液情况下活度系数均近于1,或者活度相等,因此：o , RT】a 9q 灿 2 - 如 2 + 斤7 n RT一 %内比十彳0 RT- + 彳（Q）a（H-）«（QH2）lna（H+）2lna（H+）2RT=2.303pH石=。无一。负电池的电动势为：0RT-Oq小2-2.303pH-夕（饱和H汞）pH=（嬉他、一E-负饱和甘汞）Z.JU3A/已知磁及以饱和甘汞），测得电动势£即可求。由于QQH?易在碱性液中氧化，待测液

7、之pH值不超过8.5。四、仪器药品1 .仪器：SDC-数字电位差综合测试仪1台（南京桑力电子设备厂）；218型银-氯化银电极1支（上海恒誉水分析仪器厂）；饱和甘汞电极1只；盐桥数只；钳电极2只；超级恒温槽1台。电极管3只；10ml烧杯3只；50nli烧杯一只；洗耳球一个。恒温夹套烧杯2只；滑线电阻1只。2 .药品KC1（O.lOOOmolL_1）；KC1（饱和）；AgN03（0.OlOOmolL-1）；CuS04（0.lOOOmol,kg-1）;CuSO4（0.OlOOmol,kg-1）;ZnS04（0.lOOmol,kg-1）;镀银溶液;镀铜溶液;未知pH溶液;-dm-3）;稀HN03溶液（

8、1：3）;稀H2S04溶液;Hg2（N03）2饱和溶液;KN03饱和溶液;KC1饱和溶液;琼脂（C.P.）;醍氢醍（固体）。五、实验步骤1 .盐桥制备简易法用滴管将饱和KN03（或NH4N03）溶液注入U型管中，加满后用捻紧的滤纸塞紧U型管两端即可，管中不能存有气泡。凝胶法称取琼脂1g放入50mL饱和KN03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 .电动势测定：开机5分种后，如果使用内标做基准（不用外配的标准电池），就将功能档旋至内标位，将

9、最大档X100V调至1处，其余各档都调至0处，补偿档调至最小。这等于是给出了1.0000V的标准，此时按采零键，使检零指示显示为-00.00）。然后将功能档旋到测量“位，将红线夹接铜电极，黑线夹接锌电极（切勿接错了），稳定一段时间后开始测电池：一Hg(l)-Hg£b(S)饱和KC1溶液IIAgNO3(0.OlOOmol-L-l)IAg(S)+的电动势。办法是由大档位到小档位依次逼近电动势值(刚开始测量时，检零指示档会显示QU.L或*.*，随着测量值的逼近，绝对值越来越小，但不能为正值)，直至检零指示档为“00.00(如最后不为“00.00，则缓缓旋补偿档，使检零指示刚好显示00.00)，记录这个时候的读数。注意，只有原电池真正处于平衡状态，测出的值才会稳定不变。因此要尽可能使被测电池平稳、不受振动、不含气泡、室内气温恒定。六、注意事项制备电极时，防止将正负