原电池电动势和溶液pH的测定

原电池电动势和溶液pH的测定实验目的掌握对消法测定电池电动势及电极电势的原理和方法熟悉电位差计的工作原理和使用方法掌握电动势法测定溶液的pH实验原理电池电动势的测定电池电动势不能直接用伏特表来测定。利用对消法可在电池无电流（或极小电流）通过时测得其两极间的电势差，即为该电池的平衡电动势。电池电动势E池＝＋－－电化学中电极电势的绝对值无法测定，只能以某电极的电极电势为标准求出其相对值。本实验采用饱和甘汞电极为参比电极电极：HgHg2Cl2(s),KCl(4.6mol·L-1)电极电势的测定实验原理电极反应：Hg2Cl2(s)+2e==2Hg(l)+2Cl-还原电极电势：将甘汞电极与待测电极组成原电池，由甘汞电极的电极电势及实验测定的电池电动势就可计算出电极电势。实验原理利用各种氢离子指示电极与参比电极组成电池，由测得的电动势算出溶液pH电动势法测溶液的pH标准氢电极实验原理电动势法测溶液的pH（1）用氢电极测定溶液pH

电极：Pt|H2[p(H2)]|H+[a(H+)]

电极反应：H+[a(H+)]+e→1/2H2(g)

还原电极电势：实验原理将氢电极和饱和甘汞电极构成电池Pt|H2[p(H2)]|H+[a(H+)]||KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)电池电动势E池＝(Cl-/Hg2Cl2,Hg)-(H+/H2,Pt)求pH值，得实验原理电动势法测溶液的pH（1）用氢电极测定溶液pH（2）由醌氢醌电极测pH

将待测pH溶液以醌氢饱和，并以惰性电极（本实验用光亮Pt片）插入此溶液组成醌氢醌电极。醌（Q）与氢醌（QH2）的物质的量之比1︰1电极反应：C6H4O2+2H++2e→C6H4(OH)2电动势法测溶液的pH实验原理（2）由醌氢醌电极测pH电极电势：把此电池与饱和甘汞电极组成原电池电动势法测溶液的pH实验原理实验步骤电极及电池准备（1）锌电极用稀硫酸浸洗，依次用水、蒸馏水淋洗，再将其浸入饱和硝酸亚汞溶液中3~6秒钟,待汞齐化后取出,用滤纸擦干,再用蒸馏水淋洗(注意：Hg有毒)。把处理好的锌电极插入清洁的电极管内并塞紧。将电极管的虹吸管浸入盛有0.10mol·L-1ZnSO4溶液中实验步骤电极及电池准备（2）铜电极将铜电极在稀硝酸内浸洗，取出后冲洗干净，再把它作为阴极，另取一块纯铜片作为阳极，在镀铜溶液内进行电镀。电镀条件是：电流密度25mA·cm-2左右，电镀时间20～30分钟。电镀后应使铜电极表面有一紧密的镀层，取出铜电极，用蒸馏水淋洗，滤纸擦干后,仿锌电极，吸入0.20mol·L-1CuSO4溶液,制成铜半电池。实验步骤电极及电池准备实验步骤电极及电池准备电池的组合。将饱和KCl溶液注入50mL小烧杯中，得电池1：Zn|Zn2+(0.10mol·L-1)||Cu2+(0.20mol·L-1)|Cu电池2：Zn|Zn2+(0.10mol·L-1)||KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)电池3：

Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)||Cu2+(0.20mol·L-1)|Cu实验步骤电动势的测定根据电位差计的接线图，接好电动势测量线路根据标准电池电动势的温度校正公式算出室温下标准电池的电动势，并按此计算对电位差计的工作电流进行标定。分别测定电池1、2、3的电池电动势。实验步骤醌氢醌电极测溶液的pH（1）取1.0mol·L-1HAc及1.0mol·L-1NaAc溶液各5mL于小烧杯中，混合后加蒸馏水稀释至25mL，作为待测液1（2）取甲液（每升含11.376gNaHPO4·2H2O）1.0mL，乙液（每升含9.078gKH2PO4）19.0mL混合，作为待测液2实验步骤醌氢醌电极测溶液的pH（3）取甲液14.0mL，乙液6.0mL混合，作待测液3（4）取少量的醌氢醌分别加入各待测液中，用玻棒搅拌均匀，将光亮的铂电极和饱和甘汞电极插入待测液中，测定电池的电动势电极管装液前，需要用少量的电解质溶液淋洗，以确保浓度的准确性，装液后要检查是否漏液和电路是否畅通，特别是电极的虹吸管内不能有气泡。实验结束后，应将电极管内溶液倒掉，以防止对电极腐蚀

。注意事项使用甘汞电极，要防止溶液倒流入甘汞电极中。甘汞电极和盐桥中应保留少量氯化钾晶体，使溶液处于饱和状态。标准电池在搬动和使用时，不要使其倾斜和倒置，要放置平稳。接线时正接正、负接负，两极不允许短路。注意事项数据记录和处理记录室温、大气压。列表记录实验所测各电池电动势值。有数据计算室温下(Cl-/Hg2Cl2,Hg)和(Q,H2Q)由Nernst公式计算电池的电动势的理论，计算时，物质的浓度要用活度代替。活度系数由表中查得。将理论值与实验值进行比较，计算实验相对误差并进行误差分析。数据记录和处理由电池2、电池3的电动势及甘汞电极电势，分别计算出(Cu2+/Cu)和(Zn2+/Zn)及θ(Cu2+/Cu)和θ(Zn2+/Zn)的实验值，并与手册中查的标准电极电势进行比较，计算相对误差并进行误差分析。根据醌氢醌电极所测各待测