实验八原电池电动势的测定

实验八电动势的测定一、 实验目的：1、 掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的方法。2、 了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念。二、 实验原理：电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。负极进行氧化反应，正极进行还原反应。如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。符号“|”表示两相界面，“||”表示盐桥。例如：用电动势法求AgCl的Ksp。则需设计成如下电池：(―)Ag(固)IAgCl(固)IKCl(0.1mol.L-i)IIAgNO3(0.01mol.L-i)IAg(固)(+)电池的电极反应为负极： Ag+Cl-(0.1mol.L-i)—AgCl+e- E「E。左-RT/Fxln1/aCl-正极： Ag+(0.01mol.L-1)+e-—AgCl E右=£。右-RT/Fln1/aAg+电池反应Ag+(0.01mol.L-1)+Cl-(0.1mol.L-1)—AgClE=E0-RT/Fxln[1/(aAg+.aCl-)]因为AG。=-nEeF=-RTln1/Kesp，所以lgKsp=lgaAg++lgaCl-—EF/2.303RT，只要测得该电池的电动势，就可通过上式求得AgCl的KespO又如：通过电动势的测定，求未知溶液的pH，可设计如下电池：(―)Hg(液)IHg2Cl2(固)IKCl(饱和)II饱和醍氢醍的未知pH溶液IPt(+)正极反应：C6H4O2+2H++2e-^C6H4(OH)2电极电势：E右=£。配气配-RT/2Flna气配/a配.a2H+=E。配气配-2.30RT/FxpH因为E=E右-E左=£。配气配-2.30RT/F*pH-E甘汞所以pH=(E。配气配-E-E甘汞)/(2.303RT/F)只要测得电动势，就可通过上式求得未知溶液的pH值。三、 电池组成图：甘汞电极Am电极四、仪器及试剂仪器：EM-3C型数字电位差计，甘汞电极，氯化银电极，伯电极，银电极，标准电池，50mL烧杯5个；10mL移液管2支；洗瓶1个。试剂：饱和KNO3盐桥；0.01mol.L-iAgNO3；0.1mol.L-iKCl；饱和KCl溶液；氢醍固体粉末；0.2mol.L-1HOAc；0.2mol.L-1NaOAc；未知溶液。五、实验步骤：本实验测定下列电池的电动势:a、（-）Hg（液）|Hg2Cl2（固）|KCl（饱和）||AgNO3（0.01mol.L-1）|Ag（固）（+）b、 （-）Ag（固）|AgCl（固）|KCl（0.01mol.L-1）||AgNO3（0.01mol.L-1）|Ag（固）（+）c、 （-）Hg（液）|Hg2Cl2（固）|KCl（饱和）||H4（0.1mol.L-1HOAc+0.1mol.L-1NaAcO）Q.QH2|Pt（+）d、（-）Hg（液）|Hg2Cl2（固）|KCl（饱和）||未知样品Q.QH2|Pt（+）1、按室温计算各电池电动势值。（注：预习时算好）2、 插上数字电位差计的电源插座，打开电源开关预热5分钟。将右侧功能选择开关置于测量档。3、 测定实验时的室温，计算该温度下的标准电池电动势值，计算公式如下：Et=[1.0186-4.06x10-5（t°C—20）-9.5x10-7（t°C—20）2]V，t—实验温度，°C，。4、 分别用红（“+”极）、黑（“-”极）测量线的一端插入数字电位差计的外标线路相对应的“+”极与“-”极，其另一端与标准电池的“+”极与“-”极相连接，将数字电位差计“功能选择”开关打到“外标”，依次调节电位器开关“X1000mV、X100mV、X10mV、X1mV、X0.1mV到Et值，旋转X0.01mV电位器，使电动势指示的值与Et完全相符，且平衡指示为0.0000止，若不为零，则按校准开关。5、 测量：将测量电池的正、负电极分别与数字电位差计的测量线路“+”极、"-”极连接，将面板右侧的“功能选择”开关拨至“测量”位置，依次调节电位器开关“X1000mV、X100mV、X10mV、X1mV、X0.1mV到理论计算值，旋转X0.01mV电位器，使平衡指示为0.0000止，读出电动势指示值，即为所测电池的电动势。6、 将甘汞电极插入装有饱和KCl溶液的盐桥中；另取一个干净的100ml烧杯用数毫升0.01mol.L-1AgNO3溶液连同银电极一起淌洗，然后装0.01mol.L-1AgNO3溶液20毫升，插入银电极，用KNO3盐桥与甘汞电极连接构成电池，电池与数字电位差计相连接，注意电极的极性。按步骤“5”进行测量，记下测量值。按下数字电位差计的黄色断开按钮，再进行重复测量，取两次测量的平均值。测定完毕，电池(1)的溶液不要倒掉。7、 用浸在0.1mol.L-1KCl溶液中的AgCl电极代替甘汞电极作参考电极，用它与Ag电极连成电池(2)，再按上法测其电动势。8、 用移液管移取10ml0.2mol.L-1HOAc及10ml0.2mol.L-1NaOAc溶液于洗净的小烧杯中，再于其中加入少量醍氢醍粉末，摇动使之溶解，但仍保持溶液中含少量固体。然后插入铂电极，负极用步骤“6”的甘汞电极和盐桥，连接构成电池(3)，测其电动势。最后按相同的方法，测未知溶液的PH值。9、 测定完毕后，保留饱和KCl溶液及AgCl电极的溶液，将AgCl电极浸入0.1mol.L-1KCl溶液的广口瓶中保存。倒去硝酸银及醋酸溶液。洗净广口瓶，装入蒸馏水，将Pt电极和Ag电极插入其中，盐桥两端淋洗后，浸入硝酸钾溶液中保存，甘汞电极清洗后套上电极保护套，装入电极盒内。10、 实验完毕，清洗仪器，电位器复零，关闭电源开关，拔下电源插座，整理好电源连接线和标准电池，合上数字电位差计仪器盖，整理实验室。六、注意事项1、 数字电位差计要预热15min。2、 盐桥使用时要注意不要污染，认准一端装氯化物，用后要及时清洗，并在饱和硝酸钾溶液中保存。3、 硝酸银溶液用后要回收到指定的容器中。

4、电池电动势测定时不要长时间通电，当稳定后马上读数，然后按下断开开关。七、数据处理1、计算室温