原电池电动势的测定 一、实验目的 1明确理解电、电池、电板电势、电池电势、可逆电池电动势等的意义 2.掌补法（对消法）测定可逆电池电动势的原理和操作方法， 二、实验原理 1,电池和电板 概括地说，电化学是研究电池的科学，电池是使化学能与电能互相转化的装置，通常分 为自发电池（又称原电池）和电解电池两大类。电池的主要组成部分是电极，电极是由金属 (电子导体)及与它紧密接触的电解质（离子导体）构成，如铜电Cu/Cut,电Zn/Zn* 等，电极结构中金属对于电解质的电位递降值△一一称为电极电势，因△不能直接 测量，放电极电势的绝对数值无法确定，现选用标准氟电极的电势为基准来街量比较各电极 的电势，得到的相对数值称为氢标电极电势，“氟标”二字通常省略不写。 两个不同的电极组成电池，二电极电势之差称为电池电势（也就是电压）。联结二电极的 金属端使电池形成回路，产生电流，此时电极界面上必有荷电粒子（离子或电子）作跨界 面的传，从而发生氧化还原反应—电反应，二电极反应的总效果为电池反应， 2.可逆电、可逆电池与可逆电池电动势 可逆电极是指电极反应为可逆的电极，具体地说，电极界面通过正向微电流所产生的效 应在逆向微电流通过时能完全消除，电极反应随时处于平衡状态，此时的电极电势称为平衡 电势，同样，可逆电池内发生的所有过程都应是可逆的，随时处于平衡状态，因此，构成可 逆电池的条件是：①电极必须是可逆的：电池内部应当不存在液体接界：通过电池的 电流应无限小，可逆电池电势习惯上称为电动势，可逆电极和可逆电池的电势可用能斯特公 式计算 本实验所研究的丹尔电池常被引用为可逆电池的实际例子，它由、锌两个可逆电极 组成，电池反应Zn+CuSO,=ZnSO,+Cu可逆进行，但电池内部存在液体接界CaSO,/ ZnSO,界面的电荷迁移不可逆；正向反应时主要是Zn迁移到CuSO,溶液，逆向反应时主 要是Cu*迁移到2mSO,溶液，所以只能把丹最尔电池近似地看成可逆，真正可逆电池的典 例子可举出哈纳德电池，它是由氢电极同某种可逆电极组成的无液体接界电池，例如 (一)Pt|H(气)HCl(水溶液)|AgCl|Ag(+) 它在电解质溶液理论和电化学热力学的研究中有广泛的应用，我们将在另一实验中加以研究 3.补法（对消法）测定电动势的原理 可逆电池的一个必要条件是通过电池的电流无限小。测定电动势时不应有电流通过。电 位差计能满足这个要求，电位差计的原理如图7-23所示，图的上部是工作回路，E为工作电 源，r是调节工作电流的变阻器，工作电流通过R和Rm产生电位障作补偿（对消）用，图 的左下部是标准回路，E是标准电池，其电势十分稳定 E-1.01859-4.06×10-(-20)V 式中，：为环境温度；G为灵敏检流计，用来指示电流零点；R,为标准电池的补偿电阻，它与 工作电流之乘积IR恰等于标准电池电动势E.因UJ- 25型电位计的工作电流规定为0.0001安培，故Rm应 确定在 E 0.000 处，将选择开关合在位置“1”，调节，使 G指零，IR与Es对清，此时I必为0.000TA,图的右 下部是测量回路，E:是被测电池电动势，R是被测电池 的补电阻，由已知电阻值的各进位盘组成，将选择开关 5 K 合在位置“2”，旋转R各进位盘，调到C点使G指零， IR与E对滑。这样有关系式： EN=IR 图7-23电位计原理图
B=R-是五w=KE 可知电位计二种比仅，将已知电势B乘上一个比例系数K来补偿来知电势一 KE,所以用电位禁计衡量电动梦的 三。的提与法每 U小25型电位差计1台，直流复射式检计1台，干电他2支，甘秉电餐（和）1 支，阐电级、锌电服、帕电餐各1支，盐桥 网、实道步原 1。电极的制作 (I)感氢厘(QHQ)电餐蒙一支帕电最，用mo/L的确酸漫准5mia,用水冲快 离子水洗涤，用速纸段干，在小旋杯中教人的15ml特测pH的将液(0.05m0几 复钾水溶液或福石酸氯钾饱和水溶液)，用小影取少量戛复醒固体数人等液中，便剂 悠和溶液，星深神色，并有不溶解的测余服氢服团体。润人帕电银。感氢型嘉图与氢服的等 分子化合物，溶解后成为氧化（膳）还原（氯廉）电板，是一种氢离于指示电级。 (②)锌电极和侧电鼓将停（成铜）神用砂皮第亮，用水和宏高子水冲洗，用注纸暖干」 (3)甘求电极（结和）便在地和KC蒂猿中， ),gH,KC(總和水)IH(特测)Q-HQIP 脑和甘汞电餐恒合减电被，属氢魔电级为正极，甘录电授为负最， SO.(0.1mol/L)ICa 为 电银在CS0,液中或电， (和水液)Hga,H ASO,溶液中圆或电。 波4本电地报应在边住推限 如豪胶盐桥 幽和甘柔电极本 含和K液，率实上成为盐桥)，组用盐桥不完金除电，一仍余1至 2细V,所以这4个电池严格说来还未达到可逆电池的条件，所测得的电他电势只能准至mV。 3,调量四个电灌的电动劳 图7-24是U小25型电位楚计板西图，它与图7-2的原理图的对应关暴是，“标准电他满发 补餐旋细”对应原理图中及：“工作电流调节莫想（粗、中、细、徽）”对皮原理图中“测 量旋细”对应原理图中R,“棱细（相、中、氧、短路）”是电位发计的开关：“装向开类N、 X、X,)"对应原理图中K
田网】 门 0。。8后g。gw对w日 ⊙) .90w 0O年 超 @ O e9品 菌新以5复电空膜计板黑示事酒 线头不能出”尾巴，导镜著不够长装男一根导时续头要用胶布包礼，不能 在外。仅要速布齐合并便于作，旋线时接每电空范计的：发麦无灵后 出此值， )都定工作速至1A 下批开，只 中在现货我体技不活有室生资笑整经车可 电G)反 C乱0，+2+2州+2C s.C+C.H.(OH), 电电动势等于二可望电餐电之，用能斯特公 B-e一-民a十名Ts一B 其中： .=0.2415 电池(2》反应为；
电准(3)反应为， Ha Cl+2a 2Hg+Zn++2Cl- 电()空为 a+“一2”+ 么-”一-名碧岁 @一一E+罗产 式中，总e 一E克为丹电的解电 上述各式中4=r,C-05X.1-.01l/n =0.33八 E4a-1.1o0V .05mol/L邻苯二甲酸氢钾H-485 本实验对钢电最和锌电板的处理比较便单，这对于液响到V缓的测量美可以约，对于 然后 应力不的事影响。使得置现性较好的电电有制毒，用过的的 玉病由电装约发要语美，电餐管内不可有气省（图不不整 之为判断测得的电动警暴否准鸿。可在的 5m时何内以等的时间测7至多个数 电，用盐桥除液接电势面来能究会剂，数 1一2如V, 质中电势不，不用于碱性液定，用 所有有茶点换