电极制备及电动势的测定

电极制备及电动势的测定第一页，共十七页，2022年，8月28日1.学会铜电极、锌电极和甘汞电极的制备和处理方法；2.掌握电势差计的测量原理和测定电池电动势的方法；3.加深对原电池、电极电势等概念的理解。一、实验目的

第二页，共十七页，2022年，8月28日二、实验原理

电池由正、负两极组成。电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可能发生其它反应。电池反应是电池中所有反应的总和。电池除可用来作为电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。第三页，共十七页，2022年，8月28日原电池是化学能转变为电能的装置，它是由两个“半电池”所组成，而每一个半电池中有一个电极和相应的电解质溶液，由半电池可组成不同的原电池。在电池放电反应中，正极起还原反应，负极起氧化反应。1.原电池A.原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。第四页，共十七页，2022年，8月28日φ+0,φ-0代表正、负电极的标准电极电势.R=8.134J.mol-1.K-1。T是绝对温度。Z是反应中得失电子的数量。F=96500C，称法拉第常数。

为参与电极反应的物质的还原态的活度。

B.电池的书写习惯是左边为负极．右边为正极，符号“│”表示两相界面，“‖”表示盐桥，盐桥的作用主要是降低和消除两相之间的接界电势。第五页，共十七页，2022年，8月28日对于Cu-Zn电池，其电池表示式为Zn|ZnSO4(m1)||CnSO4(m2)|Cu电极反应第六页，共十七页，2022年，8月28日a.甘汞-Znb.Cu-甘汞c.Cu-ZnⅠ确定Zn电极的电极电势。Ⅱ利用能斯特方程求出Zn电极的标准电极电势。Ⅲ查文献，求Zn电极的标准电极电势的相对误差。Ⅰ这是电池电动势的实验值。Ⅱ利用能斯特方程求出电池电动势的理论值。Ⅲ求相对误差。第七页，共十七页，2022年，8月28日0.1 0.33371.0 0.2801饱和 0.2412第八页，共十七页，2022年，8月28日2.对消法原理工作回路标定回路待测回路第九页，共十七页，2022年，8月28日3.电池电动势的应用(P.443)a.醌氢醌(Q·H2Q)是由等分子的醌(Q)和氢醌(H2Q)构成的分子化合物，它在水中溶解度很小，且易达到如下解离平衡：C6H4O2·C6H4(OH)2=C6H4O2+C6H4(OH)2Q·H2QQH2Q

b.在含有H+的溶液中加入少许Q·H2Q，插入隋性Pt电极即构成醌氢醌电极，其电极反应为Q+2H++2e=H2Q第十页，共十七页，2022年，8月28日c.电极电势为：由于醌氢醌的溶解度很小，其解离产物Q和H2Q的活度因子均可视为1，又由于两者浓度相等，故第十一页，共十七页，2022年，8月28日d.与甘汞电极组成电池第十二页，共十七页，2022年，8月28日4.盐桥a.在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时，所设计的电池应尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，出现液接界电势时，常用“盐桥”来消除或减小。b.“盐桥”中正负离子的迁移数应该相等或相近。第十三页，共十七页，2022年，8月28日试剂：氯化钾溶液（饱和）硫酸锌溶液（-1）；硫酸铜溶液（-1）；醌氢醌固体。三、实验仪器和试剂

仪器：电势差计1台；标准电池1只；电线若干；铜电极1支锌电极1支；甘汞电极1支电极架1只。第十四页，共十七页，2022年，8月28日1.

电极制备（1）锌电极（2）铜电极（3）甘汞电极四、实验步骤第十五页，共十七页，2022年，8月28日a.Zn|ZnSO4-1)‖KCl(饱和)|Hg2Cl2,Hgb.Hg,Hg2Cl2|KCl(饱和)‖CuSO4-1)|Cuc.Zn|ZnSO4-1)‖CuSO4-1)|Cud.Hg,Hg2Cl2|稀盐酸‖醌氢醌|Pt（S）（1）按规定接好电势差计的测量电池电动势线路。（2）以饱和KCl溶液为盐桥，分别将上面制备好的电极组成电池，并接入电势差计的测量端，测量其电动势。2.电池电动势的测量第十六页，共十七页，2022年，8月28日1．为