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1、原电池电动势的测原电池电动势的测定及其应用定及其应用 Electromotive Force of Electromotive Force of Galvanic CellGalvanic Cell实验目的一一.测定测定测定测定Zn-CuZn-Cu电池的电动势和电池的电动势和电池的电动势和电池的电动势和CuCu、ZnZn电极的电极的电极的电极的电极电势电极电势电极电势电极电势二二.学会一些电极的制备和处理方法学会一些电极的制备和处理方法学会一些电极的制备和处理方法学会一些电极的制备和处理方法三三.掌握电位差计的测量原理和正确使用方法掌握电位差计的测量原理和正确使用方法掌握电位差计的测量原理和正
2、确使用方法掌握电位差计的测量原理和正确使用方法四四.分析测量结果和理论值的差异，并给出可能分析测量结果和理论值的差异，并给出可能分析测量结果和理论值的差异，并给出可能分析测量结果和理论值的差异，并给出可能的误差来源的误差来源的误差来源的误差来源基本原理I. I. 原电池测定时需要达到的几个基本条件原电池测定时需要达到的几个基本条件原电池测定时需要达到的几个基本条件原电池测定时需要达到的几个基本条件电池反应是可逆的不存在不可逆的液接界对消法（电位差计）盐桥（正负离子淌度接近）可逆条件基本原理II. Zn-Cu电池的工作原理电池的工作原理负极正极离子活度系数离子活度系数 P P382382仪器 试
3、剂UJ-25型电位差计型电位差计标准电池（标准电池（1964）检流计（指零仪）检流计（指零仪）干电池组（干电池组（3V）饱和甘汞电极饱和甘汞电极电极管（两根）电极管（两根）Cu、Zn、Ag、Pt电极电极电极架电极架电镀装置电镀装置针筒针筒连接导线连接导线恒电流仪恒电流仪镀铜溶液镀铜溶液饱和硝酸亚汞（汞）饱和硝酸亚汞（汞）硫酸锌水溶液硫酸锌水溶液(0.1 mol L-1)硫酸铜水溶液硫酸铜水溶液(0.1, 0.01 mol L-1)饱和饱和KCl溶液溶液0.1 mol L-1 HCl实验I. 电极制备电极制备A. Ag/A. Ag/AgClAgCl电极电极*Ag/*Ag/AgClAgCl制备完成
4、之后需要在含饱和制备完成之后需要在含饱和AgClAgCl和一定浓度的和一定浓度的KClKCl溶液中老化溶液中老化1-21-2天。因此这里制备的主天。因此这里制备的主要目的是了解操作过程，并和饱和甘汞为参比时的精度做比较。要目的是了解操作过程，并和饱和甘汞为参比时的精度做比较。* *阳极氧化电流为阳极氧化电流为-0.6 -0.6 -0.8 -0.8 mAmA ( (恒电流氧化恒电流氧化) )AgAg丝：氨水内浸泡丝：氨水内浸泡自来水和蒸自来水和蒸馏水清洗馏水清洗注意：饱和注意：饱和注意：饱和注意：饱和AgClAgCl的添加的添加的添加的添加Ag丝Pt电极10-15 min-5.0 mA, 10
5、sAg/AgCl电极不同条件下的形貌Ag/Ag/AgClAgCl电极在大电流阳极氧化时的电极在大电流阳极氧化时的SEMSEM照片照片（LeftLeft）低倍形貌（）低倍形貌（RightRight）50005000倍倍-0.70 mA, 10 minAg/AgCl电极不同条件下的形貌Ag/Ag/AgClAgCl电极在小电流阳极氧化时的电极在小电流阳极氧化时的SEMSEM照片照片（LeftLeft）低倍形貌（）低倍形貌（RightRight）50005000倍倍实验I. I. 电极制备电极制备B. ZnB. Zn电极电极 ZnZn电极制备的过程中本来需要汞齐化，而由于并非首次使用，已经经过多次汞齐
6、化，电极制备的过程中本来需要汞齐化，而由于并非首次使用，已经经过多次汞齐化，电极制备的过程中本来需要汞齐化，而由于并非首次使用，已经经过多次汞齐化，电极制备的过程中本来需要汞齐化，而由于并非首次使用，已经经过多次汞齐化，所以汞齐化步骤可以忽略。所以汞齐化步骤可以忽略。所以汞齐化步骤可以忽略。所以汞齐化步骤可以忽略。 实验装置里的夹子换成了玻璃珠实验装置里的夹子换成了玻璃珠实验装置里的夹子换成了玻璃珠实验装置里的夹子换成了玻璃珠ZnCu电池构建示意图实验I. I. 电极制备电极制备C. CuC. Cu电极电极 Cu Cu电极制备的过程中为恒电流电电极制备的过程中为恒电流电电极制备的过程中为恒电流
7、电电极制备的过程中为恒电流电镀：镀：镀：镀：-10. 0 -10. 0 mAmA，时间，时间，时间，时间1h 1h 以上（一般以上（一般以上（一般以上（一般为为为为3 h3 h）。）。）。）。 实验装置里的夹子换成了玻璃珠实验装置里的夹子换成了玻璃珠实验装置里的夹子换成了玻璃珠实验装置里的夹子换成了玻璃珠实验 II. II. 电池的测量电池的测量电池的测量电池的测量A. A. 电池组合电池组合实验 II. II. 电池的测量电池的测量电池的测量电池的测量B. B. 电动势测定检流计电动势测定检流计注意：检流计里悬挂镜子的张丝很细，对张丝的保护是本实验的要点之一注意：检流计里悬挂镜子的张丝很细，
8、对张丝的保护是本实验的要点之一实验 II. II. 电池的测量电池的测量电池的测量电池的测量B. B. 电动势测定电位差计电动势测定电位差计电路中的电流限定在电路中的电流限定在0.0001A! II. 电池的测量电池的测量B. 电动势测定标准电池（P269）实验饱和式标准电池结构示意图负极正极性能指标性能指标饱和式饱和式不饱和式不饱和式可逆性好差重现性好差稳定性好差温度系数高很小测量精度高低操作性较低方便实验II. II. 电池的测量电池的测量电池的测量电池的测量B. B. 电电动动势势测测定定连连接接和和测测量量* *注意正负极注意正负极* *注注意意标标准准电电池池预预设设补补偿偿旋旋钮钮
9、后后两两位位的的设设定定( (校校正正公式公式P P198198) )* *先先使使标标准准电电池池一一路路为为零零，然后再测未知电池然后再测未知电池* *注注意意未未知知电电池池的的预预设设值值( (计算计算) )注意：粗检测时光标在一小格范围内，才能用细检测按钮！电极极温度温度/oC电极极电势/V温度系数温度系数AgAgClKCl(饱和)250.1981=-1.010-3SCE(饱和甘汞)250.2415=-7.6110-4Cu2+/Cu250.3419=-1.610-5Zn2+/Zn25-0.7627=0.100=0.62数据处理vv计算饱和甘汞在实验温度下的电极电势计算饱和甘汞在实验温
10、度下的电极电势计算饱和甘汞在实验温度下的电极电势计算饱和甘汞在实验温度下的电极电势vv根据与饱和甘汞组成电池的测量值，分别计算根据与饱和甘汞组成电池的测量值，分别计算根据与饱和甘汞组成电池的测量值，分别计算根据与饱和甘汞组成电池的测量值，分别计算CuCu和和和和ZnZn的的的的vv根据有关公式计算根据有关公式计算根据有关公式计算根据有关公式计算Zn-CuZn-Cu电池的理论电动势电池的理论电动势电池的理论电动势电池的理论电动势E E理理理理，并与实验，并与实验，并与实验，并与实验值值值值E E实实实实进行比较进行比较进行比较进行比较思考题Ag/Ag/AgClAgCl电极制备过程中，在阳极氧化之
11、后为什电极制备过程中，在阳极氧化之后为什么表面会有紫褐色的氧化层么表面会有紫褐色的氧化层？新鲜制备的新鲜制备的CuCu电极表面是什么颜色电极表面是什么颜色？Ag/Ag/AgClAgCl电极的电极管中有饱和电极的电极管中有饱和AgClAgCl的原因？的原因？Ag/Ag/AgClAgCl电极为什么必需放在电极管里，而不能电极为什么必需放在电极管里，而不能直接放在盐桥里测试直接放在盐桥里测试？标准电池本身不能倒置标准电池本身不能倒置？浓差电池的电动势测量过程中，会有不断下降的浓差电池的电动势测量过程中，会有不断下降的现象，其原因可能是现象，其原因可能是什么？什么？检流计光点总向一个方向偏转，可能原因是什么检流计光点总向一个方向偏转，可能原因是什么？
