实验六十七原电池电动势的测定及其应用.ppt

实验六十七原电池电动势的测定及其应用一、实验目的(1)掌握电位差计的测量原理和正确使用方法。(2)学会一些电极的制备和处理方法。(3)测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势。二、实验原理电池电动势是通过原电池电流为零(电池反应达平衡)时的电池电势,用E表示,单位为伏特。由于电动势的存在,当外接负载时,原电池就可对外输出电功。1、电池电动势的测定电池与伏特计接通后有电流通过,在电池两极上会发生极化现象,使电极偏离平衡状态。另外,电池本身有内阻,伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。因此电池电动势不能直接用伏特表来测定。利用电位差计可在电池无电流(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。能否用伏特计来测量E?电位差计是根据补偿法(或称对消法)测量原理设计的一种平衡式电压测量仪器。其工作原理是在待测电池上并联一个大小相等,方向相反的外加电势,这样待测电池中就没有电流通过,外加电势差的大小就等于待测电池的电动势。如图1所示。二、实验原理Ew-工作电源;EN-标准电池;EX-待测电池;R-调节电阻;RX-待测电池电动势补偿电阻;RN-标准电池电动势补偿电阻;K-转换电键;G-检流计1)校准工作电流IW二、实验原理如图所示,电位差计有工作、标准、测量三条回路。开关K打向1,预先调好标准回路中的标准电阻RN,调节工作回路的电阻R至检流计无电流通过,工作电流IW就已被确定。2)测量未知电池电动势EW二、实验原理开关K打向2,调节测量回路的电阻RK至检流计无电流通过,此时IRK与被测电池电动势对消。如图所示,电位差计有工作、标准、测量三条回路。电池电动势E池=+--电化学中电极电势的绝对值无法测定,只能使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***电极为参比电极。电极:KCl(饱和溶液)Hg2Cl2(s)Hg电极反应:Hg2Cl2(s)+2e=2Hg(l)+2Cl-将甘***电极与待测电极组成原电池,由甘***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。2、电极电势的测定二、实验原理还原电极电势:三、仪器与试剂1、仪器:2、试剂:SDC数字电位差计1台饱和甘***电极1支银/***化银电极1支电极管3支铜电极2支锌电极1支电极管3个电镀装置1套250mL烧杯 ·L-·L-·L-l硫酸铜溶液6mol·L-l硫酸溶液6mol·L-l***溶液饱和***亚***溶液镀铜溶液饱和***化钾溶液四、实验步骤1、电极制备1)锌电极用6mol·L-l硫酸浸洗,依次用水、蒸馏水淋洗,再将其浸入饱和***亚***溶液中3~5秒,待***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,·L-1ZnSO4溶液中,用吸气球自支管抽气,将溶液吸入电极管至高出电极约1cm,停止抽气,旋紧活夹,电极的虹吸管内(包括管口)不可有气泡,也不能有漏液现象。四、实验步骤1、电极制备2)铜电极将铜电极在6mol·L-l***内浸洗,取出后依次用水、蒸馏水淋洗干净,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:电流密度控制在10mA·cm-2左右,电镀1h。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,·L-1CuSO4溶液,制成铜半电池。