实验五 电池电动势及温度

姓名：蒲彦昭学号：11031020212班级：材料卓越实验七 电池电动势及温度系数的测定一、实验目的掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作。通过原电池电动势的测定求算电池反应的Hr m

，Grm

，Srm

等热力学函数。二、实验原理热力学基础化学能转变为电能的装置称为原电池或电池。可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。EGr m

T

zEF (1)E为可逆电池的电动势，V；F96500C·mol-1，z为电极反应式中电子的

的单位为J·mol-1。rm所以，在一定的温度和压力下，测出可逆电池的电动势，即可由（1)式计算出电池反应的摩尔反应吉布斯函数变G。又根据热力学基本方程dGSdTVdp，可以得到：rmG PS rm

m zF

(2) T P

TP式中EpT图，从曲线斜率可求得电池的温度系数。进而算出S。rm由吉布斯－亥姆霍兹公式可计算化学反应的摩尔反应焓，即：H Gr m rm

TSrm

(3)对消法测定电动势的原理根据可逆过程的定义，可逆电池应满足如下条件:(1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。(2)电池中不允许存在任何不可逆的液体接界。(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。的对消法就是根据这个要求设计的。（补偿法1BACACEsADEs来标定。将选1SWDG1正好与AD线段所示的电势差的数值相等而方向相反。即：1RADIEs (4)1SWExDG2无电流通过，则AD线段上的电势降等于待测电池Ex的电动势，即：2由（4）式和（5）式，得：

RAD2

IEx (5) Ex Es RADRAD 1

（6）由于电阻与电阻线长度成正比，所以：ExEsADAD 21

（7）EsExADAD。1 2实验室常用的电位差计就是根据这一原理设计制造的。本实验测定的电池AgCl/AgAg/Ag(-)Ag|AgCl(s),Cl-(0.1mol·L-1)||Ag(0.1mol·L-1)|Ag(+)AgCl/Ag作为阳极（负极），Cl-的溶液中，电极反应为：Ag(s)Cl(

)AgCl(s)e （8）ClAg+/Ag作为阴极（正极），浸入含Ag+的溶液中，电极反应为：总的电池反应为：

Ag(

Ag

)eAg(s) （9）Ag(

Ag

)Cl

Cl

)AgCl(s) （10）电池中用到两种不同的溶液，需通过盐桥连接。电池电动势的Nernst方程式为：三、仪器和试剂

EERTlnF

1Ag

Cl

（11）SDC－II数字电位差综合测试仪，恒温水浴，原电池装置，AgCl/Ag电极，Ag电极，盐桥。0.1mol·L-1NaCl，0.1mol·L-1四、实验步骤组装电池

AgNO溶液。3AgCl/Ag（负极）插入原电池装置的NaClAg（正极）插入AgNO3装入盐桥，将电池与电位差计相接，注意正负极要对应。将电池放入到恒温水浴中。电位差计采零将电位差计“测量选择”钮打到“内标”，调节各电位钮，使电位指示为1V，然后按一下“采零”钮，使“检零指示”为“0”。电位差计的详细操作见仪器说明。原电池电动势的测量待电池中溶液的温度稳定后（约需10～15分钟），可以测量其电动势。将电位差计“测量选择”钮打到“测量”，调节各电位钮，直到“检零指示”为0，此时电位指示值就是该温度下的电池电动势，每个温度下读三次，每次间隔1～2分钟。在25℃下，待测电池的电动势约为0.45V，调节时可参考此值。1～2℃，3～5℃，5～650℃。五、数据处理求出对应电池反应的

,

,H。t/℃T/K电动势E/Vt/℃T/K电动势E/V/V( )ES/J.TprmG/KJ. H/KJ.mrm r m/V·KK1.mol-1mol-1ol-10.4295032.5305.650.429300.42933-0.002096-202.264-41.4303-103.25230.429200.4254834.5307.650.424900.42505-0.001776-171.384-41.0173-93.74360.424760.4225036.5309.650.422360.42238-0.001456-140.504-40.7597-84.26680.4222838.50.419540.41946-0.001136-109.624-40.4779-74.6422311.650.419450.419380.4177840.5313.650.417680.41768-0.0008160-78.744-40.3061-65.00420.417590.4164042.5315.650.416300.41627-0.0004960-47.864-40.1701-55.27840.41612做出电动势与温度的函数关系图。六、思考题对效法测定原电池电动势的原理是什么？电池电动势为什么不能用伏特计直接准确测定？动势。盐桥选择原则