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1、 宁 波 工 程 学 院物理化学实验报告专业班级 姓名 序号 同组姓名 指导老师 实验日期 实验名称 电动势的测定及应用 一、实验目的1.通过实验加深对可逆电池、可逆电极、盐桥等概念的理解。2.掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。3.通过电池Ag|AgNO3（b1）KCl（b2）|AgAgCl|Ag的电动势求AgCl的溶度积Ksp。4.了解标准电池的使用和不同盐桥的使用条件。二、实验原理1可逆电池的电动势：电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。电池在放电过程中，正极上发生还原反应，负极则发生氧化反应，电池反应是电池中所有反应的总和。符号“”代表两相界面，“”代表连通两个液相的
2、“盐桥”。 对于任一电池，其电动势等于两个电极电势之差值，其计算式为：E=+(右，还原电势)- -(左，还原电势) 2.对消法测定原电池电动势原理：在待测电池上并联的一个大小相等，方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。Ew 工作电源 EN 标准电池 EX 待测电池 R 调节电阻 RX 待测电阻电动势补偿电阻 RN 标准电阻电动势补偿电阻 K 转换电键 G 检流计3.电极：（1）标准氢电极： 以标准氢电作为标准，将标准电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。（2）参比电极：如甘汞电极，已测知E甘汞=0.2415-0.000
3、76（t/-25） 4.电池： 电池（1）：（-）Hg(s)|Hg2Cl2（b1）|KCl（饱和）Ag NO3（c）|Ag(s) (+)电池（2）：（-）Hg(s)|Hg2Cl2（b1）|KCl（饱和）KCl（c）| AgCl (s) ，Ag(s) (+)三、实验仪器、试剂 仪器：EM-3C数字式电子电位差计；检流计；标准电池；银电极1支；银-氯化银电极1支；饱和甘汞电极1支；50mL烧杯2个；导线，滤纸若干。试剂：0.01、0.03、0.05、0.07、0.09（moldm-3）KCl溶液；0.01、0.03、0.05、0.07、0.09（moldm-3）Ag NO3溶液；饱和KCl溶液。四
4、、实验步骤 1.打开EM-3C数字式电子电位差计总电源预热15分钟。2.读室温，利用韦斯顿标准电池电动势温度校正公式，计算标准电池在室温时的电动势ES。ES=1.01845-4.0510-5（T/K-293.15）-9.510-7（T/K-293.15）2。3.将电位差计面板右侧的拨位开关拨到“外标”位置，调节左侧拨位开关至标准电池的实际ES值。用导线把标准电池正负极和电位差计面板右侧的“外标”测量孔的正负极相连接。按一下校准按钮，观察右边的平衡指示LED显示值是否为零，为零时校准完毕。4.测量待测电池（1）的电动势：取1个干燥、洁净的50mL烧杯，倒入约25mL0.01moldm-3Ag N
5、O3溶液,将银电极用细砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净后插入该Ag NO3溶液中；取饱和甘汞电极1支并将其插入装有饱和KCl溶液的容器内；将KNO3盐桥的两个支脚插入上述两个容器中；如此构成了电池（1）。将电位差计面板右侧的拨位开关拨到“外标”位置。用导线把待测电池甘汞电极和电位差计面板右侧的“测量”测量孔的负极相连接；银电极和正极相连。在测量前粗略估算一下所测电池的电动势，将左侧拨位开关调节至粗略值附近，然后将拨位开关拨到“测量”位置，再仔细调节左侧旋钮，观察右边的平衡指示LED显示值，当平衡显示值在正负20以内，测量完毕，记下数据。将拨位开关拨回“外标”位置。重复前面步骤，依次测量0.03
6、、0.05、0.07、0.09（moldm-3）Ag NO3溶液至测量完毕。5.测量待测电池（2）的电动势：取1个干燥、洁净的50mL烧杯，倒入约25mL0.01moldm-3KCl溶液,将银-氯化银电极从避光容器中取出，用蒸馏水淋洗并用滤纸轻轻吸干，插入该KCl溶液中；取饱和甘汞电极1支并将其插入装有饱和KCl溶液的容器内；将KCl盐桥的两个支脚插入上述两个容器中；如此构成了电池（2）。将电位差计面板右侧的拨位开关拨到“外标”位置。用导线把待测电池甘汞电极和电位差计面板右侧的“测量”测量孔的负极相连接；银-氯化银电极和正极相连。在测量前粗略估算一下所测电池的电动势，将左侧拨位开关调节至粗略值
7、附近，然后将拨位开关拨到“测量”位置，再仔细调节左侧旋钮，观察右边的平衡指示LED显示值，当平衡显示值在正负20以内，测量完毕，记下数据。将拨位开关拨回“外标”位置。重复前面步骤，依次测量0.03、0.05、0.07、0.09（moldm-3）KCl溶液至测量完毕。6.测量完毕后，将所有电极放回原处；废弃溶液倒入指定的回收瓶中；洗净小烧杯。五、数据记录与处理室温：26.4 标准电池温度：25.2ES：1.01821V E甘汞：0.24044V1.测量电池（1）c(Ag NO3)/moldm-3EX/VE(Ag+/Ag)/V(Ag+)ln(Ag+)Ag NO30.010.439950.68039
8、0.00902-4.70830.9020.030.470090.710530.02526-3.67850.8420.050.475590.716030.04080-3.19910.8160.070.483790.724230.05551-2.89120.7930.090.486190.726630.06984-2.66150.7762.测量电池（2）c(KCl)/moldm-3EX/VE(AgCl/Ag)/V(Cl-)ln(Cl-)KCl0.01 0.09579 0.336230.00902-4.70830.9020.03 0.08129 0.321730.02538-3.67380.8460
9、.05 0.06859 0.309030.04080-3.19910.8160.07 0.05659 0.297030.05551-2.89120.7930.09 0.05319 0.293630.06984-2.66150.7763.电池（1）电动势：EX= E(Ag+/Ag)- E甘汞 E(Ag+/Ag)= EX+ E甘汞 银离子活度：(Ag+)=Ag NO3 c(Ag+)以E(Ag+/Ag)对ln(Ag+)作图当ln(Ag+)=0时，E= E(Ag+/Ag)= 0.78916V4. 电池（2）电动势：EX= E(AgCl/Ag)- E甘汞 E(AgCl /Ag)= EX+ E甘汞 氯离子
10、活度：(Cl-)=KCl c(Cl-)以E(AgCl/Ag)对ln(Cl-)作图当ln(Cl-)=0时，E= E(AgCl/Ag)= 0.23821V3. AgCl的Ksp：由AgCl/Ag电极和AgNO3/Ag构成的电池（3）： （-）Ag|AgNO3（c）KCl（c）|AgAgCl|Ag(+)E= E(AgCl/Ag)- E(Ag+/Ag)=-0.55095ln Ksp(AgCl/Ag)=FE/(RT)可求得Ksp=5.35310-10。六、结果与讨论 1、为什么在测量原电池电动势时，要用对消法进行测量？而不能使用伏特计来测量？答：要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行，对消法可达到此目的。伏特计与待测电池接通后，要使指针偏转，线路上必须有电流通过，这样一来变化方式不可逆，所测量结果为有“极化”现象发生时的外电压。 2、作为盐桥使用的电解质有什么要求？答（1）盐桥电解质不能与两端电极溶液发生化学反应；（2）盐桥电解质溶液中的正、负离子的迁移速率应该极其接近；（3）盐桥电解质溶液的浓度通常很高，甚至达到饱和状态。
