A12 原电池电动势的测定

姓名:格桑 学号：1451544 院系：材料科学与工程学院 班级：材料一班

课程名称：物理化学实验 名称： 原电池电动势的测定

实验日期：2016 3.18 合作人：陈俪唯 1451542 天气：晴

A12原电池电动势的测定

Abstract:To prevent polarization phenomenon of the polarity of the battery , primary battery electromotive force should be measured under the condition of no current or the minimum current ,determination of consumer law ,in addition to circumvent the above problems,and out of the effect on the measurement of internal resistance of battery to be measured,the experiment will use the elimination method for the measurement of battery to be measured electric potential.

实验目的

1. 掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术。

2.学会铜、锌等电极和盐桥的制备方法。

3.加深对原电池、电极电势等概念的理解

实验原理

在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差，当待测电池中没有电流流过时，外加电势差的大小就等于待测电池的电动势。 可逆电池应满足如下条件:

(1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 (2)电池中不允许存在

任何不可逆的液接界。 (3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。

电池电动势不能用伏特计来直接测量，因为当把伏特计与电池接通后，由于电池的放电，不断发生化学变化，电池中溶液的浓度将不断改变，因而电动势也会发生变化。另一方面，电池本身存在内电阻，所以伏特计所量出的只是两极上的电势降，而不是电池的电动势。只有在没有电流通过时的电势降才是电池的真正的电动势。

电势差计是可以利用对消法原理进行电势差测量的仪器。即能在电池无电流（或极小电流）通过时测得其两极的电势差。这时的电势差是电池的电动势。

仪器试剂

SDC-II 数字电位差综合测试仪 直流电流 标准电池一个，检流计一台，直流稳压电源一台，电流表一台，电压表一台，饱和甘汞电极一支，铜、锌电极，电极管；

硫酸锌（AR 级），五水合硫酸铜溶液（AR 级），饱和KCl 溶液（AR 级）饱和硝酸亚汞。

实验装置：

实验步骤

1、电极制备：在实验室条件下，洗涤打磨和擦干铜、锌电极，锌电极插入清洁的电极管并塞紧，虹吸管口插入盛有0.1000mol.dm-3ZnSO4溶液的小烧杯中，用吸耳球抽气，溶液吸至高出电极约1cm ，加紧夹子，除去气泡。同理装配铜电极

2、电池组合：将饱和KCl 溶液注入50ml 的小烧杯中作为盐桥，装备好的锌

电极虹吸管置于溶液中，再放入铜电极。组成电池：

Zn|ZnSO4(0.1000mol*dm-3)||KCL||CuSO4(0.1000mol*dm-3)|Cu（电池一）

3、测定装置组装和调试：按装置要求连接好各部件，调节输出电压为3V 。

4、电位差计的标定：检流计电源设置为220V ，通电，检查光标是否出现。

5、待测电动势的测定，测量旋钮至检流计光标指示零位。六个测量档所示电压总和为被测电动势Ex 。

6、同上述方法测定一下两个电池的Ex ：

Zn|ZnSO4(0.1000mol*dm-3)||KCL||Hg2Cl2（s ）|Hg（电池二） Hg|Hg2Cl2（s ）||KCL||CuSO4(0.1000mol*dm-3)|Cu（电池三） Cu-Cu （电池四）

7、结束：整理装置，清理仪器药品

数据记录与处理

（1）由饱和甘汞电极可求出Zn,Cu, 的电极电势

Zn →-0.7944V

Cu →0.2048v

还原性顺序

Zn ＞Fe ＞Pb ＞H ＞Cu ＞Hg

思考与讨论

1、在用电位差测量电动势过程中，若始终无法调节“检零指示”为“0000”，可能是什么原因？

答：可能是没有插电源，也有可能是器件出现了问题。

2、金属代替盐桥吗？

答：不能。盐桥的作用是使两种溶液连接成回路，而两溶液互不接触，起到导电、传递电子的作用；而且不能与两个电极反应且不能改变两级的浓度，所以用金属的话可能会跟两个电极发生反应，也有可能会改变两个溶液的浓度，所以不能用金属。

3、测量电动势时，若检流计的光标总向同一方向偏转，可能是什么原因？答：其原因可能是待测电动势的极性接反了。

2、用Zn （Hg ）与Cu 组成电池时，有人认为Zn 表面有Hg ，因而铜应为负极汞为正极。此结论是否正确？

答：不对。根据实验中电池一和电池二的电极反应式可知应是Zn （Hg ）为负极，Cu 为正极。Zn 和Hg 溶解，失去电子，电子从Zn （Hg ）片由经导线流向铜片