8.6可逆电池电动势的测量若用伏特计测量电动势:1)需有电流i通过,此时的电池已非“可逆”(i 较大),而且电解液浓度亦随时间改变;2)电池有内阻r,所以量得的仅为两电极间的输出电压,而非可逆电池的电动势1测量要求:i 0 即要求在几乎没有电流情况下的测量; 因此,需在外电路上加一反向的等电动势的电池2一、对消法测量I)先将选择开关打至Ex,滑动C,当达Cx时,检流计i=0,此时(k:比例常数)Date3II)再先选择开关打至ES,当达CS时,检流计:i=0Date4nES为标准电池:已知电动势且电动势稳定不变的标准电池 滑线变阻器客队精确到0.01mm; 实际测定中,常用“电位差计”(其原理也是对消法);Date5二、标准电池n韦斯顿(Weston)标准电池Date6负极反应:Cd(Hg齐)2eCd2+(饱)正极反应:Hg2SO4(s)+2e2Hg(l)+SO42(饱)总反应:Cd(Hg齐)+Hg2SO4(s)2Hg(l )+CdSO4(饱)Date7n反应可逆,电动势很稳定n结晶态CdSO48/3H2O的存在使电池在充、放电过程中CdSO4溶液保持在两极区饱和n不同温度下(Weston)标准电池电动势:T/KE/V293.15298.151.018451.01832Date8 可见温度系数很小,电势稳定。
多项式拟合得饱和Weston标准电池电动势:E(t)/V=1.018454.05105(t20)9.5107(t20)21108(t20)3其中:t(C)Date9三、电动势的正、负号n实验测量某原电池的电动势,得到:E测0,正值n但在电化学中,习惯上把电动势E与电池表示式所对应的电池反应的自由能变化GT,P联系起来:Date10nE为热力学意义上的E:1)若按电池表达式写得的电池反应:G0,电池反应式正向自发,E0,电池可对外作有用功(电功);Date112)若按电池表达式写得的电池反应:G0电池反应式正向非自发,而逆向反应自发,则写成E0n事实上,此时电池仍可对外作功;E测0,只不过实际电池反应方向与电池表示式表示的反应方向刚好相反Date12举例说明n电池:Pt,H2(P)HCl(a=1)AgCl(s)Ag(s)n电池反应:H2(P)+AgCl(s)HCl(a=1)+Ag(s)nG0,E0(0.2224V)n反之,对电池:Ag(s)AgCl(s)HCl(a=1)H2(P),PtDate13n电池反应:Ag(s)+HCl(a=1)H2(P)+AgCl(s)nG0,E0(0.2224V)n表示指定的电池反应不能自发进行;但逆反应自发:E测0。
Ag(s)AgCl(s)HCl(a=1)H2(P),PtDate14n电池习惯表示式所设定的电池正、负极并非一定符合实际,需看相应电池反应的G是否小于0;n若G0,则相应电池反应的E0,但逆反应自发,E逆0,所以E测0Date15。