原电池电动势的测定与应用物化实验报告
物理化学实验项目改进创新 以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例
在热力学上的应用”为例
目录
01 一、背景与意义
03 三、实验原理
02 二、实验目的与意义 04 四、实验材料与方法
目录
05 五、实验结果
07 参考内容
06 六、实验分析
内容摘要
随着科学技术的发展，物理化学实验在许多领域都具有广泛的应用。原电池 电动势是其中一个重要的物理化学参数，它反映了电池将化学能转化为电能的能 力。本次演示以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例，探讨实验项 目的改进与创新。
2、实验方法
（4）数据处理：根据实验数据，计算原电池电动势。可以绘制温度与电动势 之间的关系图，或者浓度与电动势之间的关系图等。
五、实验结果
五、实验结果
通过实验，我们获取了在不同温度和不同电解液浓度下的原电池电动势数据。 以下是部分实验数据的表格和图表：
五、实验结果
表格：不同温度下原电池电动势数据 图表：温度与电动势之间的关系图通过图表的方式展示了温度与电动势之间 的关系，可以观察到随着温度的升高，电动势呈现出一定的变化趋势。根据这些 数据，我们可以分析热力学性质对能量转化效率的影响。
谢谢观看
三、实验原理
在热力学中，原电池电动势与反应物的活度、反应温度等因素有关。通过测 定不同条件下的原电池电动势，可以研究热力学性质与能量转化效率之间的关系， 为优化能源利用提供理论支撑。
四、实验材料与方法
1、实验材料
1、实验材料
本实验所需材料包括：原电池、电解液、电极、导线、伏特表、恒温水浴、 计时器等。其中，原电池可采用酸性锌锰电池或碱性锌锰电池；电解液可根据实 验需求选择不同种类的溶液；电极选用碳棒或石墨电极；伏特表用于测量电极电 势差；恒温水浴用于控制反应温度；计时器用于记录实验时间。
原电池电动势的测定实验报告2篇
原电池电动势的测定实验报告2篇实验报告一：原电池电动势的测定一、实验目的1. 学习使用滑动电位器、标准电池等基本仪器设备测量电动势；2. 学会使用欧姆定律计算电路中各元件的电流、电阻和电势差；3. 掌握伏安法测量电路中各元件的电流、电势差、电动势的方法和步骤。
二、实验仪器1. 滑动电位器2. 标准电池3. 直流电流表4. 直流电压表5. 常用电线6. 脚踏电源开关7. 变阻器三、实验原理1. 滑动电位器滑动电位器是一种可以改变电路中电势差的调节器件。
原理上它是由一条可调长度的电阻组成，它的内部连接方式由电源端、负载端和滑动端组成。
通过滑动端移动到不同位置来实现改变电路中电势差的调节。
2. 电路中的电阻电阻是指导体材料在电流作用下阻碍电子流动的一种现象。
它与导体长度、截面积、材料特性有关，即R=ρL/S。
其中，R为电阻值，ρ为材料电阻率，L为导体长度，S为导体截面积。
3. 欧姆定律欧姆定律是电路中电流、电阻和电势差之间的数学关系，即I=U/ R。
其中，I为电流强度，U为电势差，R为电路中电阻值。
4. 伏安法伏安法常用于测量电路中各元件的电流、电势差、电动势。
在测量电动势时，将电位器调至电动势终止的位置，则在它前一端的电位差即为原电池电动势。
若此时测量它前后端的电势差，则可以计算出电路中其他元件的电压差和电流强度。
四、实验步骤1. 将电路接线连接好，将标准电池接在电路左侧，然后在电路右侧接上滑动电位器和变阻器，再将直流电压表和直流电流表分别插在电路中测量电压和电流。
2. 打开脚踏电源开关，调节滑动电位器位置，使电压表读数为0.00V，电流表读数为0.00A。
3. 开始实验前，需要先调节电位器，使得标准电池的正极与电路左侧相连，负极与电路右侧相连。
然后用直流电压表测量电池两端的电势差，并记录在实验记录本上。
4. 将滑动电位器向右移动一定距离，并用直流电压表测量滑动电位器前后的电势差，记录在实验记录本上。
原电池电动势的测定实验报告
原电池电动势的测定实验报告实验名称：原电池电动势的测定实验目的：1.理解原电池的工作原理；2.学习测量电路的电动势；3.探究原电池电动势与其组成材料以及温度的关系。
实验器材：1.原电池；2.直流电桥；3.电阻箱；4.恒压源；5.电流表；6.万用表；7.导线等。
实验步骤：1.将电桥的四个电极连接在一起，并将电阻箱连接在电桥的“+”处。
2.将原电池的正极和负极分别接在电桥的两个电极上，并确保连接牢固。
3.通过调节电阻箱的电阻值，使得电桥的平衡指示器指向中间。
4.通过读取电阻箱的电阻值，测量电桥的平衡电阻。
5.使用万用表测量电路中的电流值，并记录下来。
6.切换恒压源，分别测量电池的电动势与终端电压。
7.将实验条件恢复到初始状态。
实验数据：1.电桥平衡电阻：Rb=150Ω；2.电流值：I=0.5A；3.电池电动势：E1=1.5V；4.终端电压：V1=1.3V。
数据处理：根据电桥平衡条件，电池的内电阻可以通过以下公式计算得出：R=Rb×(V1/E1-1)代入实测数据，计算得到电池的内电阻为：R=150×(1.3/1.5-1)=20Ω实验结果与讨论：根据测得的实验数据，我们可以得到原电池的电动势为1.5V，内电阻为20Ω。
这个结果表明原电池的电动势与其组成材料和温度密切相关。
原电池的电动势是由其两端材料的化学反应决定的。
在这个实验中，我们使用了标准电池，并且保持温度恒定。
因此，可以认为我们测得的电动势是该电池在标准条件下的电动势。
然而，在实际应用中，电池的电动势可能会受到温度的影响。
当温度升高时，电池内部化学反应的速率会加快，电动势可能会增加。
相反，当温度降低时，反应速率减慢，电动势可能会减小。
此外，电池的组成材料也会对其电动势产生影响。
不同的组成材料所产生的化学反应可能会有所不同，从而导致不同的电动势。
在实验中，我们还测量了电池的终端电压。
终端电压是指从电池的正极到负极之间的电压差。
由于电池的内阻存在，电池的终端电压一般会小于其电动势。
原电池电动势的测定和应用
原电池电动势的测定和应用一、实验目的1.掌握对消法测定可逆电池电动势的测量原理和方法。
2.学会铜电极、醌氢醌电极和盐桥的制备方法。
3.熟悉精密电位差计、标准电池、检流计等仪器的使用方法和技术。
二、实验原理1.凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池或原电池。
可逆电池应满足一下条件：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夜接界。
③电池不许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。
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φ+，负极电势为φ—，则:E=φ+－φ—电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准(标准氢电极是氢气压力为101325Pa，溶液中为1)，其电极电势规定为零。
将标准氢电极与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。
常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。
2.铜电极的标准电极电势对铜电极可设计电池如下：Hg(l)-Hg2Cl2(S)｜KCl(饱和)‖CuSO4(0.1000mol·kg-1)｜Cu(S)铜电极的反应为: Cu2+ + 2e → Cu甘汞电极的反应为: 2Hg+2Cl-→Hg2Cl2+2e电池电动势:(饱和甘汞)所以(饱和甘汞) (8)已知(饱和甘汞)，测得电动势E，即可求得。
3.测定溶液的pH值利用各种氢离子指示电极与参比电极组成电池，即可从电池电动势算出溶液的pH值，常用指示电极有:氢电极、醌氢醌电极和玻璃电极。
今讨论醌氢醌(Q·QH2)电极。
原电池电动势的测定实验报告 (2)
原电池电动势的测定实验报告引言电动势（emf）是电池产生的电压，是电池驱动电荷流动的力量。
测定电池的电动势有助于了解其电力输出能力和性能。
本实验旨在通过测量原电池的电动势来探究其特性，并分析实验结果。
实验目的•测定原电池的电动势；•理解电动势的概念和测量方法；•了解原电池的电力输出能力和特性。
实验装置•原电池（如干电池或锌铜电池）；•电动势测量仪器（如电压表）；•导线；•镊子。
实验步骤1.将电动势测量仪器的红色探针（正极）连接到原电池的正极，黑色探针（负极）连接到原电池的负极。
2.打开电动势测量仪器并记录显示的读数。
这个读数将近似等于原电池的电动势。
3.小心地将导线的一端用镊子连接到原电池的正极，并将另一端连接到电动势测量仪器的红色探针（正极）。
4.将导线的另一端用镊子连接到原电池的负极，并将另一端连接到电动势测量仪器的黑色探针（负极）。
5.记录电动势测量仪器显示的读数。
实验结果与分析经过实验测量，我们得到了原电池的电动势的读数和连接有导线的电动势的读数。
根据测量结果，我们可以得出以下结论：1.原电池的电动势是通过直接连接仪器测量得到的读数；2.连接有导线的电动势是通过在电路中连接导线测量得到的读数；3.温度和电池的化学反应速率对电动势有一定的影响，可能导致电动势的变化。
根据实验结果，与理论电动势相比，我们可以进一步分析原电池的性能和特性。
如果原电池的电动势与理论值接近，说明电池的输出能力较好，电池性能良好。
如果电动势与理论值有显著差异，可能是电池损耗、内阻等问题导致的。
实验结果提醒我们在实际应用中使用电池时要注意其电动势的准确性，并选择适当的电池类型和使用方式。
结论通过本实验的测量和分析，我们成功地测定了原电池的电动势，并对电动势的测量方法和原电池的特性有了更深入的了解。
实验结果提醒我们在实际应用中要注意电池的电动势准确性，并选择合适的电池类型以满足需求。
参考文献（列出参考文献的信息）致谢（写明感谢实验室的老师和同学的帮助）附录（在此列出实验中用到的数据表格、图表等附加的内容）。
原电池电动势的测定实验报告_实验报告_
原电池电动势的测定实验报告原电池电动势的测定实验报告1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.学会几种电极和盐桥的制备方法3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。
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，即测量时通过电池的电流应为无限小。
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，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可满足通过电池电流为无限小的条件。
电位差计测定电动势的原理称为对消法，可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。
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φ+，负极电势为φ-，则电池电动势E = φ+ - φ- 。
电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。
将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。
常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。
这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出，具体的电极电位可参考相关文献资料。
以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池，测定电池的电动势，根据甘汞电极的电极电势，可推得这两个电极的电极电势。
仪器和试剂SDC-II型数字式电子电位差计，铜电极，锌电极，饱和甘汞电极，0.1 mol?L-1 CuSO4 溶液，0.1 mol?L-1 ZnSO4 溶液，饱和 KCl 溶液。
实验步骤1. 记录室温，打开SDC-II型数字式电子电位差计预热 5 分钟。
物化实验原电池电动势的测定及其应用实验报告
原电池电动势的测定及其应用一、目的与要求1、测定Zn—Cu电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势；2、学会一些电极的制备和处理方法；3、掌握电位差计的测量原理和正确使用方法。
二、基本原理原电池由正、负两极和电解质组成。
电池在放电过程中，正极上发生还原反应，负极则发生氧化反应，电池反应是电池反应中所有反应的总和。
电池除作电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。
从化学热力学得知，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：△G= — nFE (6- 1)式中△G是电池反应的吉布斯自由能增加；n为电极反应中电子得失数；F为法拉第常数，E为电池的电动势。
从式中可知，测定电池的电动势E后, 便可求得厶G,进而又可求得其他热力学参数。
但须注意，首先要求被测电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极反应是可逆的，并且不存在不可逆的液接界。
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。
因此在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时，所设计的电池应尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减少液接界电势。
为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，一般均采用电位差计测量电池的电动势。
原电池电动势主要是两个电极电势的代数和，如能分别测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池电动势。
由( 6—1) 式可推导出电池电动势的表达式。
下面以锌—铜为例进行分析。
电池表示式为：Zn I ZnSO II CuSO I Cu符号“I”代表固相(Zn或Cu)和液相(Zn SO4或CuSO4两相界面；“II” 代表连通两个液相的“盐桥” 。
当电池放电时：负极起氧化反应Zn f Zn 2+ 2e-正极起还原反应Cu 2+ 2e f Cu-(6 —5)E = T (右•还原电势)一T (左•还原电势)对锌-铜电池而言,0 T(Cu2 /Cu)Rim2F1a(Cu2 ) T(Zn2 /Zn)RT2FIn1a(Zn2 )(6-6)(6-7)(6-8) 式中T(Cu2/Cu)T(Zn2 /Zn)是当a (Cu2) =a (Zn2) =1 时，铜(6-9)(6- 10)电池总反应为Zn + Cu 2- Zn 2+ Cu电池反应的吉布斯自由能变化值为：2G G0RTlna(Zn2) a(Cu)(6-2)a(Cu2) a(Zn)上述式中厶G0为标准态时自由能的变化值；a为物质的活度，纯固体物质的活度等于1,则有：a(Zn)= a (Cu)= 1 (6-3) 在标准态时，△ G =△ G0= -nFE 0(6-4)式中E0为电池的标准电动势。
原电池电动势的测定实验报告
原电池电动势的测定实验报告原电池电动势的测定实验报告1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.学会几种电极和盐桥的制备方法3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。
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，即测量时通过电池的电流应为无限小。
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，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可满足通过电池电流为无限小的条件。
电位差计测定电动势的原理称为对消法，可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。
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-，则电池电动势E = + - - 。
电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。
将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。
常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。
这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出，具体的电极电位可参考相关文献资料。
以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池，测定电池的电动势，根据甘汞电极的电极电势，可推得这两个电极的电极电势。
仪器和试剂SDC-II型数字式电子电位差计，铜电极，锌电极，饱和甘汞电极，0.1 mol?L-1 CuSO4 溶液，0.1 mol?L-1 ZnSO4 溶液，饱和KCl 溶液。
实验步骤1. 记录室温，打开SDC-II型数字式电子电位差计预热5 分钟。
将测定旋钮旋到“内标”档，用1.00000 V电压进行“采零”。
原电池电动势的测定实验报告
原电池电动势的测定实验报告一、实验目的1、掌握用对消法测定原电池电动势的原理和方法。
2、学会使用电位差计、检流计等仪器。
3、加深对可逆电池、可逆电极等概念的理解。
二、实验原理原电池是由两个“半电池”组成的，在半电池中进行的氧化还原反应是可逆的。
当原电池处于平衡态时，两个半电池的电极电势之差即为原电池的电动势。
在测量原电池电动势时，不能直接用伏特计来测量，因为伏特计与原电池接通后，整个电路中有电流通过，此时原电池不再处于可逆状态，所测量的电动势值不准确。
因此，需要采用对消法来测定原电池的电动势。
对消法的原理是在待测电池上并联一个方向相反、电动势大小相等的外加电源，这样待测电池中就没有电流通过，此时测量的外加电源的电动势就等于待测原电池的电动势。
三、实验仪器与试剂1、仪器电位差计检流计标准电池工作电池盐桥电极管烧杯等2、试剂01000mol/L CuSO₄溶液01000mol/L ZnSO₄溶液铜电极锌电极四、实验步骤1、组装电池将锌电极插入盛有 01000mol/L ZnSO₄溶液的电极管中，铜电极插入盛有 01000mol/L CuSO₄溶液的电极管中。
用盐桥将两个电极管连接起来，组成一个原电池：Zn|ZnSO₄(01000mol/L)‖CuSO₄(01000mol/L)｜Cu2、校准电位差计根据标准电池的电动势值，对电位差计进行校准。
3、测量原电池电动势将组装好的原电池与电位差计连接，通过调节电位差计的旋钮，使检流计指针指零，此时电位差计上显示的数值即为原电池的电动势。
重复测量三次，取平均值。
五、实验数据记录与处理｜测量次数｜电动势（V）｜｜｜｜｜ 1 ｜＿___ ｜｜ 2 ｜＿___ ｜｜ 3 ｜＿___ ｜平均值：＿___根据能斯特方程，可以计算出理论电动势，将实验值与理论值进行比较，计算相对误差。
六、注意事项1、电极表面要处理干净，避免杂质影响电极反应。
2、盐桥内要充满饱和溶液，不能有气泡。
原电池电动势的测定和应用
原电池电动势的测定和应用原电池电动势的测定和应用引言：原电池电动势是指在没有电流通过时，电池两个极之间的电压差。
它是电池内部的化学反应产生的电势差，也是电池提供电能的基础。
准确测定和充分利用原电池电动势，对于电池的设计和应用具有重要意义。
本文将介绍原电池电动势的测定方法和其在实际应用中的一些典型案例。
一、原电池电动势的测定方法1. 电池伏特计法电池伏特计法是最常用的测定原电池电动势的方法。
具体操作步骤如下：（1）将待测电池与标准电池连接成串联电路；（2）用电压表测量串联电路的总电压；（3）通过改变待测电池与标准电池的连接方式（正负极对换），多次测量总电压；（4）通过计算得到待测电池的电动势。
2. 静态电位法静态电位法是一种利用电位差计测量电动势的方法。
具体操作步骤如下：（1）将待测电池的两个极分别连接到两个电位计的电极上；（2）通过调整电位计的电位差，使得两个电位计的读数相等；（3）记录下电位计的电位差，即为待测电池的电动势。
二、原电池电动势的应用1. 电池选型在进行电池选型时，原电池电动势是一个重要的考虑因素。
不同应用场景对电池的电动势要求不同，如需要提供大电流的应用通常需要较高的电动势，而对于低功耗设备，则可以选择电动势较低的电池。
因此，准确测定原电池电动势可以帮助工程师选择适合的电池。
2. 电池的寿命预测电池的寿命与其电动势密切相关。
通过测量电池的电动势变化，可以预测电池寿命的变化趋势。
当电动势降低到一定程度时，就意味着电池即将达到寿命极限，需要进行更换或充电。
3. 电池状态监测电池状态监测是指实时监测电池的电动势变化，以判断电池的工作状态。
通过测量电动势的变化，可以判断电池是否正常工作，是否需要维护或更换。
这对于一些关键设备的运行非常重要，如医疗设备、航天器等。
4. 电池的充放电控制电池的充放电控制是指根据电池的电动势变化来控制充放电过程。
通过测量电动势的变化，可以判断电池的电量情况，从而控制充放电的时机和速度，以保证电池的安全和有效使用。
原电池电动势的测定及应用实验报告
原电池电动势的测定及应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过测定原电池的电动势，探究原电池内部化学反应的特性，以及原电池在实际应用中的表现。
通过本实验，能够深入了解电化学领域的知识，为日后的学习和科研打下坚实的基础。
二、实验原理1. 原电池的电动势在实验中，我们将使用铜离子和锌离子构成的原电池作为研究对象。
铜离子在还原反应中接受电子，锌离子在氧化反应中释放电子，从而构成了原电池的电化学反应。
根据纳塔尔方程，可以得到原电池的标准电动势公式如下：E°cell = E°cathode - E°anode其中E°cell表示原电池的标准电动势，E°cathode表示还原反应的标准电势，E°anode表示氧化反应的标准电势。
通过测定原电池的电动势，可以推断出原电池内部化学反应的趋势和特性。
2. 库仑定律根据库仑定律，原电池电动势与反应物浓度的关系可以表示为：Ecell = E°cell - (RT/nF) * lnQ其中Ecell表示原电池的电动势，E°cell表示标准电动势，R表示气体常数，T表示温度，n表示电子转移数，F表示法拉第常数，Q表示反应物的活度积。
通过测定不同反应物浓度下的电动势变化，可以验证库仑定律的成立。
三、实验材料和设备1. 铜离子和锌离子构成的原电池2. 电位计3. 导线4. 盐桥5. 反应物浓度变化实验所需的试剂四、实验步骤1. 将原电池连接至电位计，并记录下初始电动势。
2. 分别测定不同反应物浓度下的电动势，记录实验数据。
3. 根据实验数据，绘制原电池电动势与反应物浓度的关系图。
4. 分析实验结果，总结实验结论。
五、实验结果与分析我们在实验中测定了铜离子和锌离子构成的原电池在不同反应物浓度下的电动势变化情况。
通过实验数据的分析，我们得出了如下结论：1. 随着反应物浓度的变化，原电池的电动势呈现出明显的变化趋势，符合库仑定律的规律。
实验二原电池电动势的测定及应用
在实验过程中，每隔一段时间 记录一次电压表和电流表的读
数，以便后续数据处理。
数据记录与处理
01
02
03
数据整理
将实验过程中记录的电压 表和电流表的读数整理成 表格，以便进行后续分析。
数据处理
根据实验数据，计算原电 池的电动势和内阻等参数， 并分析其变化趋势。
结果分析
根据数据处理结果，分析 不同类型原电池的电动势 和内阻差异，以及影响因 素。
测量仪器
电压表、电流表等用于测量原 电池的电动势和电流。
原电池
不同种类和组成的原电池，以 便进行对比实验。
实验操作
准备实验设备
确保电源、导线、测量仪器和 原电池都已准备好，并检查其
正常工作状态。
连接电路
按照实验要求，使用导线将电 源、原电池和测量仪器正确连 接起来，形成完整的电路。
启动实验
打开电源，观察原电池的工作 状态，并记录电压表和电流表 的读数。
实验结果较为准确，误差在可接受范围内，实验操作和数据处理方法有待进一步优 化。
实验中存在的问题与改进建议
1
实验操作过程中存在一定的人为误差，如电极放 置不准确、溶液搅拌不均匀等。建议加强实别数据存在异常值。建议在 实验过程中增加数据采集的频次，以获取更准确 的数据。
03 原电池电动势测定的应用
原电池电动势与氧化还原反应的关系
总结词
原电池电动势与氧化还原反应密切相关，电动势的大小可以反映氧化还原反应进行的程度和方向。
详细描述
原电池电动势的产生是由于氧化和还原反应分别在两个电极上发生，从而产生电位差。电动势的大小 与氧化还原反应的平衡常数、反应物浓度和温度等因素有关，可以用来判断反应进行的程度和方向。
原电池电动势的测定与应用物化实验报告
原电池电动势的测定及热力学函数的测定一、实验目的1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法； 3) 加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解； 4) 了解可逆电池电动势测定的应用；5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数△G 、△S 、△H 。
二、实验原理1．用对消法测定原电池电动势：原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。
而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。
对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。
2．电池电动势测定原理：Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+t οϕ；而+++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1lna F RT οϕϕ 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25)而电池电动势 饱和甘汞理论—ϕϕ+=Ag /Ag E ；可以算出该电池电动势的理论值。
与测定值比较即可。
3．电动势法测定化学反应的△G 、△H 和△S ：如果原电池内进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定压下的吉布斯函数变化△G和电池的电动势E有以下关系式：△r G m =-nFE从热力学可知：△H=-nFE+△S4．注意事项：①盐桥的制备不使用：重复测量中须注意盐桥的两端不能对调；②电极不要接反；三、.实验仪器及用品1.实验仪器SDC数字电位差计、饱和甘汞电极、光亮铂电极、银电极、250mL烧杯、20mL烧杯、U形管2.实验试剂0.02mol/L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂四、实验步骤1.制备盐桥3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。
实验九原电池电动势的测定及其应用
（2）Cu电极： 取一粗Cu棒(或Cu
片)，放在稀H2S O4中 浸泡片刻，取出用蒸馏 水冲洗，把它放入镀Cu 池内作阴极。另取一Cu 丝或Cu片，作阳极进行 电镀。电镀的线路如图 9-2所示。
图9-2制备电极的电镀装置
2. 电池组合 Zn|ZnSO4(0.1mol·L-1)||KCl（饱和〕|Hg2Cl2|Hg Hg|Hg2Cl2|KCl（饱和）||CuSO4(0.1mol·L-1)|Cu Zn|ZnSO4(0.1mol·L-1)||CuSO4(0.1mol·L-1)|Cu Cu|CuSO4(0.01mol·L-1)||CuSO4(0.1mol·L-1)|Cu
(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。
在电池中，每个电极都具有一定的电极电势。当电池处于 平衡态时，两个电极的电极电势之差就等于该可逆电池的 电动势，按照我们常采用的习惯，规定电
式中：是原电池的电动势。、分别代表正、负极的电极电 势。其中：
3. 根据有关公式计算Zn-Cu电池的理论电动势E理并与实验 值E实进行比较。
提问思考
1. 在用数字式电位差计测量电动势的过程中，若读数总是 偏向一个方向（正数或负数），可能是什么原因？
2. 用Zn(Hg)与Cu组成电池时，有人认为锌表面有汞，因 而铜应为负极，汞为正极。请分析此结论是否正确。
3. 选择“盐桥”液应该注意什么问题？
目的要求
1. 测定Cu-Zn原电池的电动势及Cu、Zn电极的电极 电势。
2. 学会一些电极的制备和处理方法。 3. 掌握数字示电位差计的测量原理和正确使用方法。
基本原理
图9-1 电池装置示意图
可逆电池应满足如下条件:
物理化学实验报告讲义原电池电动势的测定及应用
思考题
1． 测电池的电动势用什么方法？其原理是什么？ 2． 盐桥为什么能基本消除液体接界电势? 3． 实验中如果 KCl 溶液未饱和，对测量结果有什么影响？ 4． 本实验中为什么要取最后 3 次数据的平均值作为被测电池电动势？
Ew、EN 及 EX 分别为工作电池、标准电池和待 测电池。A源自 为标准电阻，R 为可调电阻，G 为
X EN
NB
G
Ex
K1 K2
检流计，K1、K2 为开关，X 和 N 是标准电阻上 的两个可调接点。在对峙法电原理图中有三个
图 3-26 对峙法测定电池电动势原 理图
电回路：由 Ew-A-B-R-Ew 构成的对消用工作回 路；由 A-EN-K1-K2-G-N-A 构成的标准化回路和 由 A-Ex-K1-K2-G-X-A 构成的测量回路。
实验 38 原电池电动势的测定及应用
预习要求
1. 原电池电动势的定义；其数值不能直接用伏特计来测量的原因。 2. 数字式电子电位差计测定原电池电动势的工作原理和方法。(参阅附录 1.9) 3. 使用盐桥的目的和注意事项。 4. 指出本实验中电池的正、负极；写出电极反应和电池反应。 5. 测定原电池的电动势前，要估算出数值的原因。
E (Q/QH2 ) = E(Q/QH2 ) - 0.0592V pH 醌氢醌电极的标准电极电势是温度的函数:
（3-73）
E(Q/QH2)/V = 0.6995 - 0.7359×10-3(t/℃-25) 饱和甘汞电极的电极电势也是温度的函数:
（3-74）
E 饱和甘汞/V = 0.2415 - 0.76×10-3(t/℃-25)
实验十二原电池电动势的测定及应用
实验十二原电池电动势的测定及应用Ⅰ、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．学会几种电极和盐桥的制备方法。
3．通过原电池电动势的测定求算有关热力学函数。
Ⅱ、实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。
对定温定压下的可逆电池而言：式中，F为法拉弟(Farady)常数；n为电极反应式中电子的计量系数；E为电池的电动势。
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。
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φ+，负极电势为φ—，则：E=φ+－φ-电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准(标准氢电极是氢气压力为101325Pa，溶液中a H+为1)，其电极电势规定为零。
将标准氢电极与待测电极组成一电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。
由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。
常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等，这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出。
1．求难溶盐AgCl的溶度积K SP设计电池如下：Ag(s)-AgCl(s)｜HCl(0.1000mol·kg-1)‖AgNO3(0.1000mol·kg-1)｜Ag(s)银电极反应: Ag++e→Ag银－氯化银电极反应: Ag + Cl-→AgCl+e总的电池反应为: Ag++Cl-→AgCl又式（5）中n=1，在纯水中AgCl溶解度极小，所以活度积就等于溶度积。
原电池电动势的测定及应用实验报告
原电池电动势的测定及应用实验报告【知识文章】浅谈原电池电动势的测定及应用1. 引言原电池电动势作为控制与推动电子流动的重要物理量，在科学研究和工程应用中发挥着重要的作用。
本文将通过对原电池电动势的测定及应用实验的探讨，为读者深入了解和掌握原电池电动势的概念和实际应用提供指导。
2. 原电池电动势的概念与测定方法2.1 原电池电动势的概念原电池电动势指的是不经外力推动时，在电池两端的电压差。
它通常用电压单位伏特（V）来表示。
原电池电动势源自于化学反应，并通过离子流动来提供电子流动的动力。
2.2 原电池电动势的测定方法（1）开路电压法：即电池处于断路状态，利用电压计直接测量电池的开路电压，即可得到原电池电动势。
（2）闭路电压法：即电池处于闭路状态，利用电压计测量电池两端的电压差，即可得到原电池电动势。
3. 原电池电动势的应用实验报告3.1 实验目的通过实验测定各种原电池的电动势，了解不同原电池的性能差异，并探究其应用领域。
3.2 实验仪器（1）电压计：用于测量电池的电压差。
（2）原电池：可选择锌铜电池、铅酸电池等不同类型的电池。
3.3 实验步骤（1）准备实验所需仪器和电池。
（2）将电压计的两个电极分别连接到原电池的两端。
（3）记录电压计示数，即可得到原电池的电动势。
3.4 实验结果与分析通过进行实验测定，我们得到不同类型原电池的电动势数据，并对比分析不同原电池的性能差异。
锌铜电池的电动势相对较低，适用于低功率电子设备；而铅酸电池的电动势相对较高，适用于高功率应用，如汽车起动。
4. 原电池电动势的应用领域原电池电动势作为推动电子流动的动力，广泛应用于各个领域。
以下是几个常见的应用领域：4.1 电子设备领域：原电池电动势可用于供电电路，如手机、手提电脑等电子设备。
4.2 交通运输领域：原电池电动势可用于汽车、电动车、轮船等交通工具的动力来源。
4.3 能源存储领域：原电池电动势可用于储能系统，如太阳能储能、风能储能等。
大学物理化学实验报告-原电池电动势的测定
篇一：原电池电动势的测定实验报告_浙江大学 (1)实验报告课程名称：大学化学实验p实验类型：中级化学实验实验项目名称：原电池电动势的测定同组学生姓名：无指导老师冷文华一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的和要求用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、实验原理：补偿法测电源电动势的原理：必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。
为此，可用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E。
如图所示，电位差计就是根据补偿法原理设计的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。
①工作电流电路：首先调节可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势降。
②标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。
借助调节Rp使得IG=0来实现Es=UCA。
③测量回路：SW扳回Ex，调节电势测量旋钮，直到IG=0。
读出Ex。
UJ-25高电势直流电位差计：1、转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接通EN，指在X1，即接通未知电池EX。
2、电计按钮：原理图中的K。
3、工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻RP。
-1-2-3-4-5-64、电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10，×10，×10，×10，×10，×10，被测电动势由此示出。
三、仪器与试剂：仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银—氯化银电极一支，100mL容量瓶5个，50mL滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。
-1试剂：0.200mol·LKCl溶液四、实验步骤： 1、配制溶液。
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原电池电动势的测定及热力学函数的测定一、实验目的1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法； 3) 加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解； 4) 了解可逆电池电动势测定的应用；5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池反应的热力学函数△G 、△S 、△H 。
二、实验原理1．用对消法测定原电池电动势：原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。
而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。
对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。
2．电池电动势测定原理：Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+t ϕ；而+++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1lna F RTϕϕ 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25)而电池电动势 饱和甘汞理论—ϕϕ+=Ag /Ag E ；可以算出该电池电动势的理论值。
与测定值比较即可。
3．电动势法测定化学反应的△G 、△H 和△S ：如果原电池进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定压下的吉布斯函数变化△G和电池的电动势E有以下关系式：△G m =-nFEr从热力学可知：△H=-nFE+△S4．注意事项：①盐桥的制备不使用：重复测量中须注意盐桥的两端不能对调；②电极不要接反；三、.实验仪器及用品1.实验仪器SDC数字电位差计、饱和甘汞电极、光亮铂电极、银电极、250mL烧杯、20mL烧杯、U形管2.实验试剂0.02mol/L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂四、实验步骤1.制备盐桥3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。
然后加入40g硝酸钾，充分搅拌使硝酸钾完全溶解后，趁热用滴管将它灌入干净的U形管中，两端要装满，中间不能有气泡，静置待琼脂凝固后便可使用。
制备好的盐桥丌使用时应浸入饱和硝酸钾溶液中，防止盐桥干涸。
2.组合电池将饱和甘汞电极插入装有饱和硝酸钾溶液的广口瓶中。
将一个20mL小烧杯洗净后，用数毫升0.02mol/L的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗，然后装此溶液至烧杯的2/3处，插入银电极，用硝酸钾盐桥不饱和甘汞电极连接构成电池。
3.测定电池的电动势①根据Nernst公式计算实验温度下电池（I）的电动势理论值。
②正确接好测量电池（I）的线路。
电池与电位差计连接时应注意极性。
盐桥的两支管应标号，让标负号的一端始终不含氯离子的溶液接触。
仪器要注意摆布合理并便于操作。
③用SDC 数字电位差计测量电池（I ）的电动势。
每隔2min 测一次，共测三次。
④接通恒温槽电源进行恒温，使其分别达到25.2℃、35.2℃，温度波动围要求控制在正负0.2℃之。
把被测电池放入恒温槽中恒温15min ，同时将原电池引出线连接到SDC 型数字式电位差计的待测接线柱上（注意正负极的连接），测定其电动势，每5分钟测1次，直至电位差计读书稳定为止。
⑤测量完毕后，倒去两个小烧0.55杯的溶液，洗净烧杯的溶液。
五、实验数据记录与处理1、电动势的测定)25(00097.0799.0Ag/Ag --=+t ϕ； +++-=Ag Ag/Ag Ag /Ag 1lna F RT ϕϕ； φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25)；通过以上三式可求得电池电动势 饱和甘汞理论—ϕϕ+=Ag /Ag E 的理论值。
气压：101.6KPa测定温度/℃测定值/V测定平均值/V 理论计算值/V 相对误差 测定次数 第一次 第二次 第三次 25.0 0.45740 0.45740 0.45740 0.45740 0.45701 0.08% 35.00.45099 0.451000.451000.450990.450440.12%2、热力学函数的测定—--测定△G 、△S 和△H 。
作E-T 图（见下图），求得斜率为-6.4×10∧-4，E-T 图的直线方程为：Y =0.64812-6.4×10∧-4 X ，故=--6.4×10∧-4所以当T=298K 时，△r G m =-nFE=-1×96500×0.45740 = -44139.1 J/mol = -44.14 kJ/mol因为 所以△S=1×96500×(-6.4×10∧-4 ) =-61.6 J/(mol ·K)因为△H=△r G m +T △S ， 所以△H= -44139.1-61.6×298=-62.5kJ/mol热力学函数 次序 t/℃ T/K E/V△H （KJ/mol ）1 25.0 298 0.45740 -6.4×10∧-4-44139.1 -61.6-62.5 235.03080.45100-43521.5-62.53、将实验所得的电池反应的热力学函数变化值和理论值进行比较电池总反应)()(21)()(22s Ag s Cl Hg aq Ag Cl l Hg +=+++-）（饱和 查参考文献得Ag+(aq)、Cl-(aq)、AgCl(c) 在298K 时各自的的标准生成焓变Δf H ºm 、标准生成自由能变Δf G ºm 及标准熵S ºm ，由此计算出电池反应的Δf H ºm 、Δf G ºm 、Δf S ºm 如下所示.Ag+(aq)、Cl-(aq)、AgCl(c) 的Δf Hºm、Δf Gºm、Δf SºmΔfHºm(298K)/kJ/mol ΔfGºm(298K)/kJ/mol Sºm298K/J/(mol·K)Hg(l) 0 0 75.023Ag+(aq) 105.90 77.11 73.93Cl—(aq) -167.44 -131.17 55.20Hg2Cl2(s) -265.22 -210.745 192.5Ag(s) 0 0 42.55电池反应-71.07 -51.31 -69.35而热力学函数（298K）的理论值:Δr Gºm=-44.1 kJ/mol ；Δr Sºm= -61.6 J/(mol·K) ；Δr Hºm= -62.5 kJ/mol则对比文献值可得：Δr Gºm相对误差：（-44.1-（-51.31））/-51.31 = -14.1 %Δr Sºm相对误差：（-61.6-（-69.35））/-69.35 =-11.1 %Δr Hºm相对误差：（-62.5 -（-71.07））/-71.07=-12.1%六、分析与讨论根据上述实验结果，可知本次实验误差较大，经讨论认为引起的误差主要有以下几点：1）用对消法测电动势时，要求电流为0，达到可逆电池的要求，但在实验过程中，调节时电路中总有微小电流通过，而产生极化现象。
但当外加电压大于电动势时，原电池相当于电解池，使反应电势增加；相反，当外电压小于电动势时，原电池放电极化，使反应电势降低，这会影响实验结果的测定。
而且有少量电流也会使阻分走部分电压，导致测量电压并不等于电动势而等于外电路电压。
2）在本次实验中，我们只进行了两组不同温度的数据测量，使用的热力学计算方法均为粗略计算，作E-T图也只是2个数据点，因数据处理方法粗略，所以计算结果相对误差也较大。
因此应该进行更多组在不同温度下的测定，绘出δE/δT的关系图，拟合线性，求出斜率，这样误差才小。
3）本实验测定的并不是可逆电池，但在溶液间插入了盐桥，近似地当作可逆电池来处理。
通常，常用的盐桥是氯化钾盐桥，离子相对迁移速率较为一致。
但对于硝酸银溶液，不能使用氯化钾盐桥，而是采用了硝酸钾盐桥。
虽然硝酸钾盐桥的正负离子迁移数较接近，但是它们与通电极无共同离子，因而在使用时会改变参考电极的浓度和引入外来离子，从而可能改变参考电极电位，造成实验误差。
4）这次实验中有很多的近似处理，比如液接电势、接触电势和扩散电势的忽略，电池近似处理为可逆电池等等。
因而，实验结果与实际值有一定的偏差。
5）调节电桥平衡的操作时间应尽可能的短，否则电极上较长时间的有电流通过，会发生电池反应使得溶液浓度下降、电极表面极化，这样可逆电极变成不可逆的，会给实验带来较大误差。
而实验中所用仪器不稳定，需要较长的时间才能大致调节到平衡，即使是同一个电动势值，在很短的时间测得的数据都有较大波动，所以不能很快调节到平衡也会造成实验的误差；6）实验过程中，恒温槽温度存在波动，会造成不稳定，温度会0.2℃左右波动。
④恒温槽温度存在波动，所以在实验测定过程中，电池反应并不完全是在同一温度下进行，进行数据处理时也会带来一定的误差。
在此外实验中采用盐桥来消除液接电位，但实际实验中不能保证盐桥能够完全消除液接电位。
7）本实验的理论参考数据是在标准状况下的数值，而实验过程中的温度和大气压都有变化，所以也存在一定的误差。
七、思考题1、为何测电动势要用对消法，对消法的原理是什么？答：原电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计接通后会有电流通过，在电池两级上会存在极化现象，使电极偏离平衡状态，另外，电池本身有阻，伏特计测量得到的仅是不可逆电池的端电压。
采用对消法（又叫补偿法）可在无电流或很小电流通过电池的情况下准确测定电池的电动势。
对消法的原理是：在待测电池上并联一个大小相等、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的电动势。
2、测电动势为何要用盐桥，如何选用盐桥以适应各种不同的体系？答：盐桥可将液接电势降低到最小的作用。
选择盐桥的原则是：盐桥中的盐浓度尽量大（一般用饱和溶液），正负离子迁移数接近，与电池中的电解质不发生反应。
所选取的KNO3的在水中的溶解度很大，正负负离子迁移数接近，与大多数电解质不发生反应，故可以作为大多数体系的盐桥。