电池电动势的测定和应用实验报告文档格式.docx

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（16-2）其中：

V式中：

t为摄氏温度（下同），

（2）甘汞电极：

电极反

应：

（16-3）对于饱和甘汞电极，温度一定时，为定值，因此饱和甘汞电极电位与温度有关，其关系式为：

V（3）银25型直流电位差计（或数字式电位差综合测试仪）；

直流复射式检流计（10-9A/mm）；

毫安表；

标准电池；

甲级干电池（甲电池）；

饱和甘汞电极；

银电极；

银丝（纯度

99、5%）；

KN03盐桥；

10mL小烧杯；

电阻箱。

药品：

饱和KC1溶液;

0、0200molL-lKCl溶液;

0、1molL-lIICl溶液；

稀氨水。

四、实验步骤：

1.Ag/AgC1电极制备取经退火处理过、直径约为0、5伽的银丝3根，用金相砂纸擦至发亮以除去银丝表面的氧化物，然后在稀氨水中浸泡数分钟。

取出用高纯度水洗净，再用滤纸吸干备用。

将其中二根银丝作阳极，另一根作阴极，分别插入0、1M的IIC1溶液中，按图2所示的线路接通电路，调节电阻使阴极电流密度大约为5mA/cm2,电解20分钟，使银丝表面覆盖一层棕黑色的AgCl镀层。

镀层以均匀、致密为好。

电解完毕取出制好的电极，用纯水洗净，再用滤纸吸干（但不可用滤纸摩擦，以防镀层剥落）。

由于拉丝时引入杂质，电极电位偏图2电极制备装置示意图差最大可达5mV,但该电极稳定性尚好，可用作参比电极。

1,2-银电极；

3-电阻箱；

4-电源电极制备：

电流值的选取

（按电流密度3mA/cm2,浸入0、1MI1C1中，长度为2cm（2根），银丝直径为0、5伽计算）银丝表面积

2TIR*h=TIDII*hI=PI*S=5mA/cm2*{n*0>

5*10-l*2cm/根*2

根}=3、14mA,取3mA若银丝长度为3cm,则

I=PI*S=5mA/cm2*[3>

14*0、5*10-l*3cm/根*2根]二4、2mA约4、5mA在1IDY-1恒电流仪上，若量程为10mA,电流量为-0、3mA,电压为+-0、45mA*（10mA）=4>

5mA此时,红色夹子为“+”极，通过的电流密度为5mA/cm

22、盐桥的制备所谓“盐桥”，是指正负离子迁移数比较接近的盐类溶液（如KC1、KN03和NH4N03等水溶液）所构成的桥，用来连接两个半电池中的两个溶液，使其不直接接界，以消除或减小液体接界电势。

以KN03盐桥为例，其制备方法是以琼胶:

KNO3:

1120=1.5：

20：

50的比例加入到烧杯中，加热溶解，用滴管将其灌入干净的U形管中，U形管中及管端不能留有气泡，冷却后待用。

3・组建电池（I）用1支Ag/AgCl电极、一个KNO3盐桥和一支Ag/Ag+电极组成电池（I）,并依照电位差计使用说明，接好电动势测量线路。

注意：

标准电池、工作电池的正、负极不能接错。

盐桥在插入之前要用蒸馆水淋洗（切勿用自来水！

），并用滤纸轻轻擦干，插入时注意在U形管口不要留有气泡。

两烧杯的液面基本平齐。

为了节省溶液，液面在烧杯1/3~1/2处即可。

4.校正工作电流先读取环境温度，校正标准电池的电动势，调节直流电位差计面板右上方标准电池温度补偿旋钮至计算值。

将转换开关拨至“N”处，转动电位差计面板右方的工作电流调节旋钮“粗”“中”“细”“微”，使工作电流符合标准，校正完毕后，右方的工作电流调节旋钮在测定过程中不要再动。

5、测电池（I）电池电动势将转换开关拨至未知“XI”或“X2”处，将一支Ag/AgCl电极浸在0、0200molL-lKCl溶液中，测量此电池的电位，直至电位值在2~3分钟内基本不变（变化〈0、lmV）为止。

Ag/AgCl电极在安装时应注意，勿将露出的银与溶液接触。

重复测定步骤，再测另一支Ag/AgC1电极的电位。

6.组建电池（II）用饱和甘汞电极、KN03盐桥和银电极组成电池

（II）。

安装甘汞电极时应注意拨去橡皮套和橡皮塞，并使甘汞电极内的液面高出烧杯中的液面。

7、测电池（II）电池电动势按步骤5测定。

五、数据处理：

A.理论值计算（实验温度T二1QC）:

（1）

E0甘汞电极二0、2415-0、00065（14-25）二0、2487

（V）E0Ag/Ag+=0、7991-0、00097（14-25）二0、8098

（V）E0Ag/AgCl=0、2224-0、（14-25）=0、2295（V）

（2）

电池I：

E=E+=E0Ag/Ag++RT/FlnaAg+一E0Ag/Agc1+RT/FlnaCl-=0、8098-0、2295+（8、314*2

87、15/96485）*ln（0、01*0、9*0、02*0、8）=0、3614（V）电池II:

E'

二E+二E0Ag/Ag++RT/FlnaAg+RT/FlnaCl-二0、8098-0、2487+RT/FlnaAg+/acl-=0>

4474（V）（3）

E=E0Ag/AgclRT/Fln（l/Ksp）=O（平衡）lnKsp=一

EF/RT=

23、Ksp二3、95585*10_11B.实验值：

实验温度：

_14°

C大气压：

—102、10kPa实验温度下

的标准电动势—1、01884V1、电池

（1）:

（一）Ag（s）,AgCl（s）KC1（O、0200molL-1）||AgN03（0.

0100molL-1）|Ag（s）（+）电池反应:

Ag/AgCl电极编号电动势

（V）理论计算值测量值

10、36141__0、2—0、平均0、

20、36141—0、2_0、平均0、总平均0、2、

电池（II）：

（一）Ilg（l）,Hg2C12（s）KC1（饱和）||AgN03（0.0100molL-l）|Ag（s）（+）电池反应：

电动势（V）理论计算值测量值0、44741

20、0、平均0、六、讨论注意的问题：

1、测定线路接入时，标准电池应最后接入。

2、测定时，按钮不能长时间按下。

3、电极制备时，AgCl镀层应尽量卡些（浸入IIC1液中的银丝应尽量长些）以免测定时未镀AgCl的银丝浸入溶液。

4、测量时小烧杯内溶液尽量等高。

5、甘汞电极使用时应拔去橡皮塞和橡皮套，电极内应有KC1晶体，电极内应有KC1晶体，电极内液面应高于小烧杯内液面。

6、电极制备时，电流大小的制备I二J*A测。

七、思考题：

1、实验前为什么要读取室温？

答案：

为了求出室温下标准电池的电动势值，用于标准电池的校正。

2、如何测定未知电池的电动势（操作）答案：

1）拔出“外标插孔”的测试线，再用测试线将被测电池按正、负极对应插入“测量插孔”。

2）将“测量选择”旋钮置于“测量”，将“补

偿”旋钮逆时针旋到底。

3）由大到小依次调节面板上“100-10-4”五个旋钮，使“电位指示”显示的数值为负且绝对值最小。

4）调节“补偿旋钮”,使“检零指示”显示为“0000”，此时

“电位指示”数值即为被测电池电动势的值。

5）重复上述各步，每隔加in测量一次，每个温度测三次，同时记录实验的准确温度即恒温槽中温度计的温度。

6）然后调节恒温槽的温度分别为其余4个温度，重复上述操作，测上述温度下电池的电动势E。

3、测定时为什么绝对不可将标准电池及原电池摇动、倾斜、躺倒和倒置？

标准电池及原电池摇动、倾斜、躺倒和倒置会破坏电池中电极间的界面，使电池无非正常工作。

4、盐桥有什么作用？

盐桥可降低液体接界电势。

5、可逆电池应满足什么条件？

应如何操作才能做到？

可逆电池应满足如下的条件：

（1）电池反应可逆，亦电极电池反应均可逆。

（2）电池中不允许存在任何不可逆的液接界。

（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进行，亦即要求通过电池的电流应为无限小。

操作中

（1）由电池本性决定；

（2）加盐桥降低；

（3）用对消法测量。

6、在测量电池电动势时，尽管我们采用的是对消法，但在对消点前，测量回路将有电流通过，这时测得的是不是可逆电池电动势？

为什么？

因为有电流通过，不能满足可逆电池第三点，所不是可逆电池电动势。

7、为什么用伏特表不能准确测定电池电动势？

不能用伏特计测量电池电动势，就是因为使用伏特计时，必须使回路中有电流通过才能驱动指针旋转，所测结果为不可逆电池两极间电势差，不是可逆电池电动势。

8、参比电极有什么作用？

参比电极（二级标准电极）作用是代替标准氢电极测定电池电动势。

9、醍氢醍（QQII2）电极有什么用途？

可做为参比电极测溶液瓣PH值或氢离子浓度。

10、电池在恒温时（没测量时）为什么要将电钳松开？

答案：

防止电极极化

11、利用参比电极可测电池电动势，此时参比电极应具备什么条件?

参比电极应具备条件是：

容易制备，电极电势有一定值而且稳定。

12、如何制备醍氢醍（QQII2）电极？

在待测液中放入一定量的（QQH2）,搅拌使这溶解，然后将一根苗电极放入待测液中。

13、为何测电池电动势要用对消法？

对消法的原理是什么？

答案：

可逆电池要求电路中无电流通过，用对消法可满足这个条件。

用一个方向相反，数值相等的外电势来抵消原电池的电动势，使连接两电极的导线上10,这时所测出的E就等于被测电池的电动势E。

14、如何由实验求电池的温度系数，答案：

通过测定恒压下电池在不同温度下的电动势E,由E-T数据作E-T关系图。

从曲线的斜率可求任意温度下的温度系数，

15、选用作盐桥的物质应有什么原则？

选用作盐桥的

物质应有什么原则：

①盐桥中离子的r+^r-,使

Ej^Oo②盐桥中盐的浓度要很高，常用饱和溶液。

③常用饱和KC1盐桥，因为K+与C1-的迁移数相近。

作为盐桥的溶液不能与原溶液发生反应，当有Ag+时用KN03或NH4N03o

16、在测量电动势之前如何进行校准化操作？

（操作题）答案：

0）根据室温按公式ES二1、0183-4.0610-5（t-20）,计算标准电池在该室温下的ESo

1）、将“测量选择”旋钮置于“外标”。

2）、将已知电动势的标准电池按“+”极性与“外标插孔”连接。

3）、调节“100-10-4”五个旋钮和“补偿”旋钮，使“电位指示”显示的数值与外标电池数值相同。

4）、待“检零指示”数值稳定后，调节调零旋钮，使“检零指示”显示为“0000”。

19、如何使用甘汞电极，使用时要注意什么问题？

1）、使用时要把电极下面的塞取下。

2）、使用时要用蒸馆水冲洗电极下方，用滤纸擦干。

3）、使用前要观察甘汞电极玻璃管是否还有液体，如果没了要重新加液或换一根新的。

20、如何防止电极极化？

电路中如果有电流通过就会产生极化现象，在测量过程中始终通电，因此测量的速度要快，这样测出的数据才准，如果测量的时间越长，则电极极化现象越严重，不测量时电钳要松开。

21、本实验可否使用KC1盐桥？

为什么实验中不能用自来水淋洗盐桥？

本实验不能使用KC1盐桥，选用盐桥的首要条件是盐桥不与溶液反应，溶液中含有Ag+,会于Cl-反应沉淀。

实验中不能用自来水淋洗盐桥，制备盐桥的首要条件是盐桥中正，

负离子迁移速率相近，自来水中含有Ca2+,Mg2+等离子，用其冲洗盐桥，会使盐桥正，负离子迁移相近的条件受到破坏，从而给本实验的测定带来误差。

22、为什么不能用伏特计宜接测定电池电动势？

电池电动势的测定必须在电流接近于零的条件下进行，倘若用伏特表直接测定，虽然伏特计的内阻非常大，远远大于电池电阻，但用伏特计测定时其电流远大于零，消耗在电池内阻上的电流是不可忽视的。

即使说实验误差偏大，所得实验值与真实值偏大。

23、长时间按下按钮接通测量线路，对标准电池电动势的标准性以及待测电池电动势的测量有无影响？

标准电池是高度可逆电池，其工作条件是通过的电流无限大，长时间按下按钮接通测量线路，在电流非无限的条件，会破坏标准电池的可逆性。

标准电池作为标准，受到破坏后，其电动势就变了，再以EX/EN二Ac'

/Ac公式计算时，其EN还用原值，从而待测电动势的测量就不准确。

宁可累死在路上，也不能闲死在家里！

宁可去碰壁，也不能面壁。

是狼就要练好牙，是羊就要练好腿。

什么是奋斗？

奋斗就是每天很难，可一年一年却越来越容易。

不奋斗就是每天都很容易，可一年一年越来越难。

能干的人，不在情绪上计较，只在做事上认真；

无能的人！

不在做事上认真，只在情绪上计较。

拼一个春夏秋冬！

赢一个无悔人生！

早安！

一献给所有努力的人、