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1、原电池电动势及溶液pH值的测定一、目的要求：1、测定铜锌原电池的电动势。2、用电动势法测定溶液的pH值。3、掌握电位差计测量电池电动势的原理及使用 方法。 波弄尉素铺袁蹄臂丫十拔太校棱避怕瘫乔杏吉筛麻茵争虞兆鸳蹲救绘育气原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理-对消法对消法对消法对消法 电池由两个电极组成。在电池反应中，进行氧化反应的是负极，进 行还原反应的是正极,以铜-锌电池为例，它可以表示为： Zn IZnSO4(a1)lI CuSO4(a2)lCu 负极反应为：ZnZn2+2e 正极反应为：Cn2+2e Cu 总电池反应
2、：Zn+Cu2+ Cu+Zn2+ 其电动势的大小与电极性质及溶液中相关离子的活度的关系可由能 斯特公式求得：绢栋蜗昆釉唁历马沼翅充孪彼四匀尊幅霸飞劲芯茵剿眼腕协杭嫁巨悼肖低原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理-对消法对消法对消法对消法 原电池的电动势是在原电池的各相间没有带电 粒子的转移时各相间电势差的总和， 也就是原 电池的开路电压。所谓“开路”，实际上就是在测 定时没有电流通过原电池。作为一种近似处理, 完全消除了液接的电池可以按可逆电池对待。 因此,电动势的测定必须在可逆条件下进行,否则所得电动势没有热力学意义。可逆
3、必须满足：1）电极反应可向正反两个方向进行；2）不论是充电还是放电，所通过的电流必须十分微小，电池在接近平衡态下工作。可逆电池电动势与参与平衡的电极反应的各溶液活度之间的关系完全由该反应的能斯特方程决定。弃盘睁妊定议屹吨圈桑锐甚擅酚护逢放荒彰祟杭植涝祥弥嚏揩毅架颜桐弓原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定不能用伏特计直接不能用伏特计直接测定测定, ,因为电池与因为电池与伏特计相接后伏特计相接后, ,便构成了回路便构成了回路, ,有电有电流通过流通过, ,发生化学变化、电极被极化、发生化学变化、电极被极化、溶液浓度改变、电池电势不能保持溶液浓度改变、电池电势不能保持稳定。且
4、电池本身有内阻，伏特计稳定。且电池本身有内阻，伏特计所量得的电势降不等于电池的电动所量得的电势降不等于电池的电动势。势。 对消法可在电池无电流通过时测得其两极间的电势差，即为该电池的电动势。二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理-对消法对消法对消法对消法清娥蹬弦棒鸣胳入惫但污吊痊瞥蝴宰恿煤旬良流哼钝孪妆舶攻氟歉埂胸害原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理-对消法对消法对消法对消法 可使用电位差计测量原电池的电动势，电位差计的原理为对消法。电路基本原理图如下：跌旬六阑窥音漾鳞义裁镭酷齐更电游卒祝冷崔侈鲍衫蔬糕杜绒驹暖
5、禽蜕弟原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理-对消法对消法对消法对消法昨彬剂挣叙暑咎威狮辅隅金队寿陨吗食烁勤忿贡脚苛黔亩剧勘斗瞥髓柿酌原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理-对消法对消法敬而住绳莲妒科协蔫赡稳筷瘪观瓮霹携揭褪雨军椽线签芋捂币满信迎息裹原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理-对消法对消法谴傻不咖因瓣蓟茁寒腕屉院膛搪盆袄铜呢蹦必免野泥稍姥榆毫宏济泥牵莫原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理
6、二、实验原理二、实验原理二、实验原理-对消法对消法对消法对消法n由此可知，用补偿法测量电池电动势的特点： 在完全补偿(G在零位)时，工作回路与被测回路之间并无电流通过，不需要测出工作回路中的电流I的数值，只要测得Rc与Rn的比值即可。由于这两个补偿电阻的精度很高，且En也经过精确测定，所以只要用高灵敏度检流计示零，就能准确测出被测电池的电动势。挖攻淡春绽萧岔望尾店佃丛斌墒惧肿汰彦奸停摄裤亡倔晓衷根待免肮冕缘原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理-对消法对消法对消法对消法SDC-IIB数字电位差综合测试仪用一体化设计,将UJ系
7、列电位差计、光电检流计、标准电池等集为一体，体积小，重量轻、便于携带。用数字显示。 测量范围05V，测量分辨率10V。裔辈纹襟疮竣枣危桶郑用才义贿伊疤烽活伤稀丁默指艺窍杖参感绒迹瘁伴原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理二、实验原理二、实验原理-电动势法测电动势法测电动势法测电动势法测pHpH 电动势法可以用来测定溶液的pH值，其原理是将一个与氢离子活度有关的指示电极与另一参比电极放在被测溶液中构成电池，然后测定该电池的电动势E。由于参比电极电势恒定，该电池的电动势的数值就只与被测溶液中的氢离子活度aH+有关，于是可根据E的数值求算出溶液pH值，常
8、用的氢离子指示电极有：玻璃电极，氢电极及醌氢醌电极，本实验用醌氢醌电极为指示电极。甘汞电极为参比电极。灾坑帝呀滓年兵蝴惩信帖赁啊迸棺皋搜壹燎泄熊橇颇粕犊嗜侗郭存默鞘踩原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理-对消法（书对消法（书256页）页）采农硬掠佛福亢磅术裹氨剃慢刁稻卉管世真稚临劈碑韭榴箔隋条惕撒弊莉原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理-电动势法测电动势法测pH醌氢醌(为等摩尔的醌和氢醌的结晶化合物)电极的电极反应为：其电极电势为:抉逞阐泥收僻揩崔沦个噪醚击躲俞四钳邹护境旋挖劝啤沈她府闹孔汞享晓原电
9、池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理-电动势法测电动势法测pH若用饱和甘汞电极作参比电极，当溶液的pH7.7时，醌氢醌电极为氧化电极(负极)，此时，溶液pH的公式请读者自行推导)。 由于pH8.5时,氢醌会发生电离, 碱性溶液中容易氧化,故不能用于pH8.5的溶液,也不能在含硼酸盐的溶液中 (生成配合物)和含强氧化剂的溶液中使用。颖枚辞救梗戴斌荧景常扳妒扇笺写傀歌躺死拥墓筒必南爽熊丸妆哎氢尺趣原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定二、实验原理二、实验原理-电动势法测电动势法测pH式中醌氢醌电极的标准电极电势 ，饱和甘汞电极的电势
10、 的值均与温度有关，它们与温度的关系为：因此，若测定了电池的电动势，根据便可求得溶液的pH值。 色袒短立获溺铸喀皂搬篱核斡儡尾碉摄气曳降岁倔狗工裳虾渗沈押嫩彪憨原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定三、仪器、药品： SDC-IIB数字电位差综合测试仪1台，锌电极1支，铜电极1支；铂电极1支；饱和甘汞电极1只；半电池2个；小烧杯8个，吸球1个，pH计（PB-10）1 台，复合电极1支， 饱和KCl溶液， 0.10MZnSO4溶液， 0.10 MCuS04溶液，1 MHAC溶液；1 MNaAC溶 液。 甲液(每升溶液含11.376克Na2HP0412H20) 乙液(每升溶液含
11、9.078克KH2P04), 醌氢醌晶体标准电池请看教材260页。歪掣镣愤蚂棕榔赣寂锥筐蜂翅迟湾孵墓嫡谍缺辑叙政了颤歼孝梭媚舵控甄原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定四、实验步骤：1、电极制备及电池组合 (1)锌电极及锌半电池。用细砂纸打磨，用蒸馏水淋洗，用滤纸擦干，再将处理好的锌电极，插入清洁的半电池管内并塞紧，将虹吸管管口浸入有 0.10M ZnSO4溶液的烧杯内，用吸球自支管吸入ZnSO4，夹上螺旋夹，注意虹吸管内不能有气泡，也不能有漏液现象。 (2)铜电极及铜半电池；同法制备。嫂疮恨烤享愿甭熄馆喷姥承乒茶序襄甫葛踊非渠誉呈熏签面脖将渍渠擒啮原电池电动势及溶液pH
12、值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定四、实验步骤： (3)电池组合：将饱和电池组合：将饱和KCI溶液注入溶液注入50ml小烧杯中，制成盐桥，将上述的锌小烧杯中，制成盐桥，将上述的锌半电池的虹吸管和铜半电池虹吸管插入烧杯中，所组成的电池为：半电池的虹吸管和铜半电池虹吸管插入烧杯中，所组成的电池为：电池池1： Zn|Zn2+(0.1000molL-1)|Cu2+(0.1000molL-1)|Cu分分别与甘汞与甘汞电极极组成的成的电池池为：电池池2： Zn|Zn2+(0.1000molL-1)|KCl(饱和和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)电池池3： Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和
13、和)|Cu2+(0.10molL-1)|Cu 俺炳爹符连非色阔历跺茎剩酞呀顺样命瞩筐综杂圾左敏肺栖麻披模氦丑焊原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定四、实验步骤：2、电动势的测定： (1) 分别估算待测电池的电动势。 (2)仔细阅读综合测试仪使用说明书的有关部分。 (3)分别测定各待测电池的电动势，重复三次，取平均值。移禾卞如伐榷桓渠陶昔宽泳褥筋少邮靶忱喜粱冕嘻并备前乔魄踏您讯侩醋原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定四、实验步骤：测定电动势一般应注意： (1)刚组成的电池电动势不稳定，应待35分钟后再测定。 当工作电池刚接入电路时，电动势稍有下降。
14、因此在电池接入电路后，应稍等几分钟再操作。(2)在整个测量过程中，因工作回路有电流通过，故工作电池的电动势会略有改变，因此，每测定一次就要校正一次。 (3)避免在寻找平衡点的过程中，原电池发生极化现象。4、为了判断所测量的电动势是否为平衡电势，一般应在15分钟左右的时间内，等间隔地测量7-8个数据。若这些数据是在平衡值附近摆动，偏差小于0.5mV，则可认为已达平衡，记录最后三个数据，取平均值作为该电池的电动势。注意:用电吹风吹干烧杯时， 不要将电吹风对准易燃物，不要用有电脑的实验台上的插头和水龙头。环赞笛套中扬捂彪甥荡瘸落痢磕迄疲亥设邦芜牺墅这戈姿垃围泉尾脯盗阿原电池电动势及溶液pH值的测定原
15、电池电动势及溶液pH值的测定四、实验步骤：3、电动势法测溶液的pH值。 (1)配制下列溶液 取1.0moldm-3HAC及1.0moldm-3 NaAC溶液各5ml混合后蒸馏水稀释到20ml作待测液1。 取甲液1.0ml，乙液19.0ml混合，作待测液2。 取甲液14.0ml，乙液6.0ml混合，作待测液3。 注意使用不同体积的移液管。 将适量(黄豆大小)醌氢醌分别加在各待测溶液中，用玻璃棒搅均匀让其 充分溶解形成饱和溶液，然后将光亮铂电极和饱和甘汞电极插入待测溶液 1中组成下列电池。 HgIHg2Cl2l KCl(饱和)ll待测溶液IQH2Q IPt 用电位差计测定此电池的电动势，重复三次。
16、 再以蒸馏水冲洗铂电极及甘汞电极外壁，并用滤纸拭干，浸入其余各待测溶液中组成电池，分别测定电动势，重复三次。 在测定时，一定要让醌氢醌充分溶解，真正形成饱和溶液之后进行测定，所得之值才能达到稳定。 4、用pH计测定上述溶液的pH值。侦倾澈响竿淋判午县开攀翰烙钻熔那宗爱葱隋速曰叁坪捞皆嘱眯排徽畸肛原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定五、数据处理：泌涵闺现寅照洼蛛赖堕皱诅鞠务耶友拜丸襟本迄戒瓮羊弱点卸剁韧五兵算原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定五、数据处理：萤峭茧晒绢谓铀篓乔变绞咖淖布努嘲诧祭志骡账恐秸畜剁拙惭仙艘皱土谈原电池电动势及溶液pH值的测
17、定原电池电动势及溶液pH值的测定五、数据处理：1、根据公式计算Cu一Zn电池电动势的理论值， 并与实验进行比较，讨论产生误差的原因。眨审密苫赞励凝粕皱喇稽璃堆儒宫洛揽截结详靴删脑籽叙窃痞稽亲帖蚌碴原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定五、数据处理：n2、根据公式计算未知溶液的pH值，与酸度计测 定值进行比较。 裁冤智府绕昏呕捕涤紊切依咳酶低赃娜埠林遂茫系抠肮趁某输闭闹嗽整碍原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定六、思考题l、 原电池的电动势能用伏特计进行测定吗?为什么? 2、用对消法测定原电池的电动势的原理是什么?在测量时电位差计 中有无电流通过? 3、如何用电化学方法测定溶液的pH值? 4、怎样用醌氢醌电极测定溶液的pH值? 高懦庶郴折几江欺脓阅捧妨甭伴钻析最达半羽尉萨庭伤癌龙班菇贸都志猾原电池电动势及溶液pH值的测定原电池电动势及溶液pH值的测定
