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1、物理化学实验课件,化学化工学院物理化学实验室,2023/9/12,化学化工学院实验楼,实验八 电动势的测定及其应用,指导教师魏 西 莲,2023/9/12,实验八 电动势的测定及其应用,2023/9/12,掌握几种金属电极的电极电势 的测定方法。掌握UJ-25型电位差计的使用学会利用测定的数据进行求算,一 实验目的,2023/9/12,对消法测电动势的原理,电池电动势的测量必须在可逆条件下进行。首先要求电池反应本身是可逆的，同时要求电池必须在可逆情况下工作，即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行，此时只允许有无限小的电流通过电池。因此，需用对消法来测定电动势。其测量原理是在待测电池上并联一个
2、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电动势。原理图。,三、测量回路,一、工作电流回路,工作电源,标准电池,待测电池,检流计,待测电阻,标准电阻,标准电池调节电阻,二、标准回路,第一步,第二步,Iw=EN/RN,Ex=IwRx=E未知,2023/9/12,对消法测电动势的实验装置,2023/9/12,光电检流计工作原理,可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。设正极电势为+，负极电势为-，则：E+-,2023/9/12,仪器试剂,【仪器试剂】原电池测量装置1套；铂电极1支；铜电极1支；锌电极1支；饱和甘汞电极1支。CuSO4(0.10
3、00molkg-1)；ZnSO4(0.1000molkg-1)；醌氢醌饱和溶液；KCl饱和溶液。,2023/9/12,铜、锌等金属电极的制备 将铜电极和锌电极用金相砂纸打磨亮。2.连接线路 依次将工作电源、检流计、标准电池以及被测电池接在电位差计相应端钮上。3.调节工作电压(标准化)。将室温时标准电池电动 势算出，调节温度补偿旋钮至计算值。,实验步骤,，,2023/9/12,5.将转化开关打到N上，调节粗、中、细、微四个旋钮，依次按下电计旋钮“粗”、“细”，直至检流计指零，在测量过程中，经常检查是否发生偏离，加以调正。6.测量未知电池电动势。将转换开关打在X1或X2上，从大到小调节6个测量旋钮
4、，依次按下电计旋钮“粗”、“细”，直至检流计指零，6个小窗口读书即为Ex。,实验步骤,2023/9/12,未知电池组成。(a)Hg(l)-Hg2Cl2(S)|饱和KCl溶液CuSO4(0.1000molkg-1)|Cu(S)(b)Zn(S)|ZnSO4(0.1000molkg-1)CuSO4(0.1000molkg-1|Cu(S)(c)Zn(S)|ZnSO4(0.1000molkg-1)KCl(饱和)|Hg2Cl2(S)-Hg(l)(d)Hg(l)-Hg2Cl2(S)饱和KCl溶液由QQH2饱和的待测pH溶液Pt(S),实验步骤,2023/9/12,数据处理,【数据处理】由测定的电池电动势数据
5、，利用公式计算铜、锌 的标准电极电势。其中离子平均活度系数(25)见附录2.由计算的电动势数据和理论值比较。3.根据公式计算未知溶液的pH值。4.各电池都要计算相对误差。,2023/9/12,【注意事项】连接仪器时，防止将正负极接错。盐桥内不能有气泡。标准电池不能倒置，晃动。恒温槽设定温度低于25，根据水银温度计调整设定温度。倒入恒温夹套的溶液没过电极即可。测量过程中，检流计受到冲击，应迅速按下短路按钮，保护检流计。工作电源的电压会发生变化，故在测量过程中要经常标准化。另外，新制备的电池电动势不够稳定，应隔数分钟测一次，取其平均值。,注意事项,2023/9/12,测定时电计旋钮按下的时间尽量短
6、，以防止电流通过而改变电极表面的平衡状态。测试时必须先按电位计上“粗”按钮，待检流计示零后，再按“细”按钮，以免检流计偏转过猛而损坏，按按钮时间要短，不超过1s，以防止过多电量通过标准电池和待测电池，造成严重极化现象，破坏电池的电化学可逆状态。测定过程中，检流计一直向一边偏转，可能是正负极接错，导线有断路，工作电源电压不够等造成，应进行检查。试验完毕，把各电极、盐桥洗净放入放好，甘汞电极测量时拔下小帽，实验完后盖上并放入KCl溶液中。其它仪器复原，检流计短路放置。电线放好。,注意事项,2023/9/12,数据处理,根据公式计算未知溶液的pH值。,pH(QQH2E(饱和甘汞)其中QQH20.69947.410-4(t25),(饱和甘汞)0.242407.610-4(t25)（t为),2023/9/12,思 考 题,1.电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用？如何保护及正确使用？2.参比电极应具备什么条件？它有什么功用？3.盐桥有什么作用？选用作盐桥的物质应有什么原则？4.UJ-25型电位差计测定电动势过程中，有时检流计向一个方向偏转，分析原因？,2023/9/12,谢谢使用本课件,2023/9/12,本实验请同学们参考其它学校的视频文件,1,2,3,4,友情衔接,
