电池电动势的测定(附上原理图)

1、实验五 原电池电动势的测定一、实验目的：1掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法.2学会某些电极的制备和处理方法。3通过电池和电极电势的测定，加深理解可逆电池的电动势可逆电极电势的概念。 二、实验原理：1原电池是化学能变为电能的装置，它由两个“半电池”组成，每个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液。电池的电动势为组成该电池的两个半电池的电极电势的代数和。常用盐桥来降低液接电势。2测量电池的电动势要在接近热力学可逆条件下进行，即在无电池通过的情况下，不能用伏特计直接测量。因此方法在测量过程中有电流通过伏特计，处于非平衡态。用对消法可达到测量原电池电动势的目的，如图所示:【Ew、Es、

2、Ex 分别为工作电池，标准电池，待测电池。 】工作原理为：当 Ks接通时，调节Rf及滑动头至C，使检流计中无电流通过。此时有EsUCA 工作回路电流IUSA /RSA=Es/RSA 当Ks断开，Kx接通，调节滑头至H，使检流计中无电流通过，此时有ExUHA，工作回路电流I=UXA/RXA=Ex/RXA 因此 Es/RSA =Ex/ RXA 即 Ex RXA(Es/RSA )但由于Es随温度而变，所以在测量过程中要调节RSA来调节(Es/RSA )的恒定（即电位差计的标定）。 三、实验仪器及试剂：UJ25型高电势电位差计1台，标准电池(惠斯登电池)1个，直流检流计1台，钾电池,氯化亚汞，铜锌电极

3、，温度计 ZnSO4(0.1000mol/L),CuSO4(0.1000mol/L) ,CuSO4(0.0100mol/L) 四、实验操作：1半电池的制备：(1)锌电极的制备：将锌电极用砂纸磨光，除掉锌电极上的氧化层，用蒸馏水冲洗，然后浸入饱和氯亚汞溶液中35秒，取出后再用蒸馏水淋洗，使锌电极表面上有一层均匀的汞齐（防止电极表面副反应的发生，保证电极可逆）。将处理好的锌电极直接插入盛有0.1000mol/L硫酸锌溶液的电极管中。(2)铜电极的制备：将铜电极用砂纸打光，再用蒸馏水淋洗，插入盛有0.1000mol/L硫酸铜溶液的电极管中。2电池组合：1 打开电源开关，预热10分钟。2 校验21 将

4、“测量选择”旋钮置于“内标”。22 将“100”位旋钮置于“1”，其他旋钮均置于“0”，此时，“电位指示”显示为“1.00000”V。若显示小于“1.00000”V，可调节补偿旋钮以达到显示“1.00000”V； 23 待“检零指示”显示数值稳定后，按一下“采零”键，此时，“检零指示”显示数值为“0000”。3 测量31 将“测量选择”置于“测量”。32分别用砂纸将锌电极和铜电极进行打磨，将它们的氧化膜磨掉。分别用小烧杯取小半杯0.1mol/l的ZnSO4溶液和0.1mol/l的CuSO4溶液约20ml。将锌电极插入ZnSO4溶液中，铜电极插入CuSO4溶液。两溶液之间用盐桥连接。33 用导线

5、将锌电极与测量插孔的“-”极连接，用导线将铜电极与测量插孔的“+”极连接。34 调节“10010-4”五个旋钮，使“检零指示”显示数值为负值且绝对值最小。（注意调节时从大到小调，若前一个旋钮所调档位使“检零指示”为正值，则应该把前面这个档位数值调小一档。若“检零指示”出现“OUL”情况，表明所测原电池电动势与所调的“电位显示”相差很大，需重新调节）35 调节“补偿”旋钮，使“检零指示”显示数值为“0000”。此时，“电位显示”数值即为被测原电池的电动势。将所用电解质溶液倒掉。36 分别再测量Cu|CuSO4(0.01mol/l)| CuSO4(0.1mol/l) |Cu Zn|CuSO4(0.

6、1mol/l)|KCl(饱和)|Hg2Cl2|Hg Hg|Hg2Cl2|KCl(饱和)| CuSO4(0.1mol/l) |Cu 三个原电池的电动势，步骤与上面相同，记录所测得的电动势数值。4 关闭电位差计电源开关，将用过的小烧杯清洗干净，盐桥和甘汞电极要放回装有饱和KCl溶液的大烧杯里。实验结束。 五、注意事项1.连接线路时，切勿正、负极接反。2.接通时间要短，不超过5s，以防止过多电量通过标准电池和待测电池，造成严重极化现象，破坏电池的电化学可逆状态。3.整个调节测量时间要快，以免电解质电解时间过长，溶液变稀，以致测不准。而且室温的上升对实验结果也有影响。 六、数据处理 待测原 电池实测电

7、动势（V） 电动势理论值（V） Cu-Zn电池 1.085335 1.1037 Cu的浓差电池 0.01623 0.0178 甘汞-Zn电池 0.999235 1.0579 Cu-甘汞电池 0.076111 0.0458 相对偏差：Cu-Zn电池 （1.1037 -1.085335）/1.1037 *100%=1.66%Cu的浓差电池 （0.0178-0.016235）/0.0178*100%=8.79%甘汞-Zn电池 ( 1.0579-0.999235) /1.0579*100%=5.55%Cu-甘汞电池 |(0.0458-0.076111) |/0.0458*100%=66.18%七、误差分析1在实验操作过程中，检流计光标很难指