电池电动势的测定及其应用
电池电动势的测定及其应用讲解
称取琼脂1g放入50mL饱和KNO3溶液中，浸 泡片刻，再缓慢加热至沸腾，待琼脂全部溶解后 稍冷，将洗净之盐桥管插入琼脂溶液中，从管的 上口将溶液吸满(管中不能有气泡)，保持此充满 状态冷却到室温，即凝固成冻胶固定在管内。取 出擦净备用。
Ⅳ、实验步骤
3．电动势的测定
（1）按有关电位差计附录，接好测量电路。 （2）据有关标准电池的附录中提供的公式， 计算室温下的标准电池的电动势。 （3）据有关电位差计附录提供的方法，标定 电位差计的工作电流。 （4）分别测定下列六个原电池的电动势。
Ⅱ、实验原理
5.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。Q·QH2为醌(Q)与氢醌(QH2)等摩尔 混合物，在水溶液中部分分解。
它在水中溶解度很小。 将待测pH溶液用Q.QH2饱和后， 再插入一只光亮Pt电极就构成 了Q·QH2电极，可用它构成如 下电池：
Ⅱ、实验原理
3．求铜电极(或银电极)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)
(-)甘汞电极的反应为： 2Hg+2Cl-→Hg2Cl2+2e (+)铜电极的反应为： Cu2+ + 2e → Cu 电池反应： 2Hg+ Cu2+ + 2Cl-→Hg2Cl2+ Cu
Ⅳ、实验步骤
1．电极的制备
（1）银电极的制备 将欲镀之银电极两只用细砂纸轻轻打磨至露出
新鲜的金属光泽，再用蒸馏水洗净。将欲用的两只 Pt电极浸入稀硝酸溶液片刻，取出用蒸馏水洗净。
物化实验报告电池电动势的测定及其应用
物化实验报告电池电动势的测定及其应用
一、实验目的
1.学习和掌握电池电动势的测定原理。
2.掌握配制电池电解液的方法。
3.掌握电池电动势的应用。
二、实验原理
电池电动势是一种原子尺度上发生的势能，它是由电池电解质本身引起的力，由阴、阳极及电解质联合而成。
当它处于静止状态时，电池内部的电解质有特定的分布，并在这个分布状态下，具有一定的势能，这就是电池电动势。
实验中使用的电解质为硝酸铵和乙酸，电池的构造为硝酸铵(阴极)+银/银离子(阳极)。
两个电极分别在不同的溶液中，在实验条件下，通过电池的电解，在一定的条件下，将会发生电解反应：
阴极：2NH4NO3(aq)→2NH4+(aq)+2NO3-(aq)
阳极：2Ag+(aq)→2Ag(s)+2e-
两个反应路径相互影响，使得阴极的电解质离子浓度比阳极的电解质离子浓度低。
由于阴极电解质迁移到阳极，因此电池内部产生电势，从而产生电能。
三、实验步骤
1.准备实验药品：用适量的硝酸铵、乙酸及银离子溶液，准备实验所需的电解液。
2.配制电解液：将硝酸铵和乙酸按照比例混合，然后在其中加入银离子溶液，搅拌均匀即可得到电解液。
3.连接电池：将电解液填满电池双极夹。
电池电动势的测定及应用实验报告
电池电动势的测定及其应用一、实验目的：1．了解对消法测定电池电动势的原理；2．掌握电动势测定难溶物溶度积（SP K ）的方法；3．掌握常用参比电极银一氯化银电极的制备方法。
二、实验原理：电池由两个半电池组成（半电池包括一个电极和相应的电解质溶液），当电池放电时，进行氧化反应的是负极，进行还原反应的是正极。
电池的电动势就是通过电池的电流趋近于零时两极之间的电位差。
它可表示成：-+-=E E E式中+E 、-E 分别表示正、负电极的电位。
当温度、压力恒定时，电池的电动势E （或电极电位+E 、-E ）的大小取决于电极的性质和溶液中有关离子的活度。
电极电位与有关离子活度之间的关系可以由Nernst 方程表示：B B B a zFRT E E υθ∏-=ln （16-1） 式中：z 为电池反应的转移电子数，B υ为参加电极反应的物质B 的化学计量数，产物B υ为正，反应物B υ为负。
本实验涉及的两个电池为：（1）（一）Ag （s ），AgCl （s ）│KCl （0.0200 mol·L -1）││AgNO 3（0.0100 mol·L -1）│Ag （s ）（+）（2）（一）Hg （l ），Hg 2Cl 2（s ）│KCl （饱和）││AgNO 3（0.0100 mol·L -1）│Ag （s ）（+）在上述电池中用到的三个电极是：（1） 银电极：电极反应：Ag e L mol Ag →+⋅-+)01.0(1（16-2）}{}{++=++Ag a FRT Ag Ag E Ag Ag E ln //θ 其中： }{)25(00097.07991.0/--=+t Ag Ag E θV式中：t 为摄氏温度（下同），（2） 甘汞电极：电极反应：)(2)(22)(2--+→+Cl a Cl l Hg e s HgCl （16-3）{}}{--=Cl a F RT Hg s Cl Hg E Hg s Cl Hg E ln /)(/)(2222θ 对于饱和甘汞电极，温度一定时，-Cl a 为定值，因此饱和甘汞电极电位与温度有关，其关系式为：}{)25(00065.02415.0/)(22--=t Hg s Cl Hg E V（3） 银—氯化银电极电极反应)()('--+=+Cl a Cl Ag e s AgCl （16-4）根据溶度积关系式sp Cl Ag K a a =⋅-+''得 'ln }/{}/)({++=+Ag a FRT Ag Ag E Ag s AgCl E θ 'ln }/{-+=+Cl sp a K F RT Ag Ag E θ 'ln ln }/{--+=+Cl sp a FRT K F RT Ag Ag E θ 'ln }/)({--=Cl a FRT Ag s AgCl E θ (16-5) 式中：)25(000645.02224.0ln }/{}/)({--=+=+t K FRT Ag Ag E Ag s AgCl E SP θθ V 由上式可见，利用Nernst 关系式可求得难溶盐的溶度积常数，为此我们将（16-2）、（16-4）两个电极连同盐桥组成电池（Ⅰ），其电动势可表示为：-+-=E E E=}{}{Ag s AgCl E Ag Ag E /)(/-+=)ln ln }/{(ln }/{-+'-+-+++cl SP Ag a FRT K F RT Ag Ag E a F RT Ag Ag E θθ =)ln(ln -+'⋅+-cl Ag SP a a FRT K F RT 整理得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅'⋅=-+RT EF a a K cl Ag SP ex p (16-6) 因此，给定电池(I)中左右半电池活度'-Cl a 和+Ag a ，若测得电池（I ）的电动势，依上式即可求出AgCl 的溶度积常数。
原电池电动势测定及应用
原电池电动势测定及应用原电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
常见的原电池有干电池、铅酸蓄电池、镉镍蓄电池等。
原电池的电动势是指，在电池内部两个不同电极材料之间，由于电化学反应而产生的电压差。
电动势越大，电池的输出电流和电能就越大，电池的性能也就越好。
本文将介绍原电池电动势的测定方法和其应用。
1. 理论计算法原电池电动势可通过化学反应式计算。
例如，在铅酸蓄电池中，反应式为Pb + PbO2 + 2H2SO4 → 2PbSO4 + 2H2O，化学反应式中所涉及的各元素的标准电极电势都是可以测定的。
因此，可以通过这些标准电极电势，计算出铅酸蓄电池的电动势。
2. 电位差法电位差法是通过将原电池与标准电池相比较，从而测定原电池电动势的一种方法。
假设现在要测量一个铅酸蓄电池的电动势，可以将该电池的电极接到标准氢电极上，并将另一电极与标准铜电极相连。
然后通过电桥法或伏安法测出两电极之间的电位差，从而计算出原电池的电动势。
3. 外施电势法外施电势法是一种直接测量原电池电动势的方法。
首先将原电池的电极接到电阻上，然后将其另一端连接到外部电源的正极上，使得原电池与外部电源并联。
通过调节外部电源的电势差，使得原电池电路中的电流为0，此时外部电源的电势差即为原电池的电动势。
原电池电动势的测定方法可以应用于电池的性能评估、研究和开发。
在电池的生产过程中，需要对电池电动势进行测定，以保证电池的性能能够满足设计要求。
在电池的研究和开发中，电动势的测定可以帮助研究人员评估不同电化学反应条件下的原电池电动势，从而优化电池的性能，提高其效率和能量密度。
在实际应用中，原电池的电动势可以用于驱动电子元件和机械设备等。
例如，在闪光灯中，闪光灯电路中的闪光灯管需要较高的电压来激发气体放电，电动势较高的铅酸蓄电池可以满足这个要求。
在无线传感器网络中，原电池电动势可以用来提供稳定的电源，使得传感器节点能够长时间工作。
总之，原电池电动势的测定和应用可以帮助我们更好地认识和应用电池，从而更好地满足我们的日常和工业生产需求。
电池电动势的测定和应用实验报告
电池电动势的测定及其应用一、实验目的：1．了解对消法测定电池电动势的原理；2．掌握电动势测定难溶物溶度积（SP K ）的方法；3．掌握常用参比电极银一氯化银电极的制备方法。
二、实验原理：电池由两个半电池组成（半电池包括一个电极和相应的电解质溶液），当电池放电时，进行氧化反应的是负极，进行还原反应的是正极。
电池的电动势就是通过电池的电流趋近于零时两极之间的电位差。
它可表示成：-+-=E E E式中+E 、-E 分别表示正、负电极的电位。
当温度、压力恒定时，电池的电动势E （或电极电位+E 、-E ）的大小取决于电极的性质和溶液中有关离子的活度。
电极电位与有关离子活度之间的关系可以由Nernst 方程表示：B B B a zFRT E E υθ∏-=ln （16-1） 式中：z 为电池反应的转移电子数，B υ为参加电极反应的物质B 的化学计量数，产物B υ为正，反应物B υ为负。
本实验涉及的两个电池为：（1）（一）Ag （s ），AgCl （s ）│KCl （0.0200 mol·L -1）││AgNO 3（0.0100 mol·L -1）│Ag （s ）（+）（2）（一）Hg （l ），Hg 2Cl 2（s ）│KCl （饱和）││AgNO 3（0.0100 mol·L -1）│Ag （s ）（+）在上述电池中用到的三个电极是：（1） 银电极：电极反应：Ag e L mol Ag →+⋅-+)01.0(1（16-2）}{}{++=++Ag a FRT Ag Ag E Ag Ag E ln //θ 其中： }{)25(00097.07991.0/--=+t Ag Ag E θV式中：t 为摄氏温度（下同），（2） 甘汞电极：电极反应：)(2)(22)(2--+→+Cl a Cl l Hg e s HgCl （16-3）{}}{--=Cl a F RT Hg s Cl Hg E Hg s Cl Hg E ln /)(/)(2222θ 对于饱和甘汞电极，温度一定时，-Cl a 为定值，因此饱和甘汞电极电位与温度有关，其关系式为：}{)25(00065.02415.0/)(22--=t Hg s Cl Hg E V（3） 银—氯化银电极电极反应)()('--+=+Cl a Cl Ag e s AgCl （16-4）根据溶度积关系式sp Cl Ag K a a =⋅-+''得 'ln }/{}/)({++=+Ag a FRT Ag Ag E Ag s AgCl E θ 'ln }/{-+=+Cl sp a K F RT Ag Ag E θ 'ln ln }/{--+=+Cl sp a FRT K F RT Ag Ag E θ 'ln }/)({--=Cl a FRT Ag s AgCl E θ (16-5) 式中：)25(000645.02224.0ln }/{}/)({--=+=+t K FRT Ag Ag E Ag s AgCl E SP θθ V 由上式可见，利用Nernst 关系式可求得难溶盐的溶度积常数，为此我们将（16-2）、（16-4）两个电极连同盐桥组成电池（Ⅰ），其电动势可表示为：-+-=E E E=}{}{Ag s AgCl E Ag Ag E /)(/-+ =)ln ln }/{(ln }/{-+'-+-+++cl SP Ag a FRT K F RT Ag Ag E a F RT Ag Ag E θθ =)ln(ln -+'⋅+-cl Ag SP a a FRT K F RT 整理得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⋅'⋅=-+RT EF a a K cl Ag SP ex p (16-6) 因此，给定电池(I)中左右半电池活度'-Cl a 和+Ag a ，若测得电池（I ）的电动势，依上式即可求出AgCl 的溶度积常数。
电动势的测定及其应用
电动势的测定及其应用
电动势（电压）是指电源（如电池、发电机）在闭合电路中产生的推动电荷移动的力量。
测定电动势可以通过多种方法进行，以下是一些常见的测定电动势的方法：
1. 伏特计法：使用伏特计（电压表）将所测电源的两端连接起来，读取伏特计的示数即可得到电动势的大小。
2. 泡利法：将电源与一个已知电动势的标准电池并联，然后将两个电池的正极和负极连接起来，通过测量电路中的电流大小，利用欧姆定律计算得到待测电源的电动势。
3. 差动法：使用差动伏特计（差动电压表）测量待测电源与一个已知电动势的标准电池的输出电压之差，即可得到待测电源的电动势。
电动势的应用包括：
1. 电池：电池是应用电动势的常见装置。
电池将化学能转化为电能，提供电流给各种电子设备使用。
2. 发电机：发电机将机械能转化为电能，通过磁场与导体的相对运动产生电动势，提供电能供应。
3. 电动机：电动机则是应用电动势的反向过程，将电能转化为机械能，实现各种机械运动。
4. 传感器：一些传感器通过测量电动势的大小，来获得外界参数的信息，如温度传感器、压力传感器等。
5. 燃料电池：燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置，通过电化学反应产生电动势，被广泛应用于航空、交通等领域。
总之，电动势的测定及其应用涵盖了许多领域，从电池、发电机到燃料电池和传感器，电动势的概念和应用对现代科技和生活产生了重要影响。
电池电动势的测定及其应用实验报告
电池电动势的测定及其应用实验报告
一、实验目的
1、熟悉和掌握自由电动势的测量方法。
2、了解和掌握电池自由电动势的数据处理方法。
3、掌握电池自由电动势的应用。
二、实验原理
电池自由电动势是一种电池在不同温度和电解液种类下所表现出来的
最大可达的电动势。
它在电池的容量、电池的负载电流以及电池的储存寿
命等方面具有非常重要的作用，可以帮助我们对电池的性能进行详细的分析，从而更好地发现问题，提出解决方案，并有效地延长电池的使用寿命。
实验中，利用测量电池自由电动势，使用微电路控制，实现保持电池
在预设的恒电流的情况下，得到电池自由电动势的测量。
三、实验步骤
1、将电池放置在稳定的实验装置上，连接电池并加以热控，将温度
调节在一定的范围内；
2、连接电池的正负极到实验仪器；
3、设置电池负载电流，将实验仪器的表格设置在自由电动势测试模
式下；
4、同一电池比较多次，改变不同的负载电流，观察电池的自由电动
势和耗电量关系；
5、当电池自由电动势达到最大时，记录其电压和实验温度；
6、将测试数据处理，获得电池自由电动势的数据；
7、观察电池的负载电流和自由电动势关系。
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。
电池电动势的测定及其应用
原电池电动势的测定及其应用周韬摘要：本实验用补偿法测定了几组原电池的电动势，计算出原电池的标准电动势，选取一个电池计算了恒压条件下反应过程的摩尔吉布斯自由能和摩尔熵等数据。
关键词：补偿法，电动势，摩尔吉布斯自由能。
前言：在电池电动势的测定实验中，比较多的实验，如施巧芳[1]在“原电池电动势测定实验的改进”中，是测定的硫酸铜、硫酸锌和硝酸亚汞（有毒，吸入或与皮肤接触时有极毒，并有蓄积性危害）原电池的电动势。
所用的实验试剂存在毒性。
本实验采用硝酸银和氯化钾溶液进行实验，几个电池之间的数据存在一定的联系，测定的结果可以进行对比。
宋江闯[2]等人在“高阻抗法测定原电池电动势及其温度系数”中用高阻抗的方法对原电池的电动势进行了测定。
对于原电池电动势的测定，要求电池流过的电流为零，相比于高阻抗要求的高电阻电压表，补偿法对实验仪器的要求并不是十分高。
所以，本实验用补偿法测定原电池的电动势及其相关热力学数据。
1、实验部分1.1原理电池电动势的测量必须在可逆条件下进行，否则就没有热力学价值。
所谓的可逆，就是要求电池反应可逆和在测量电动势时电池几乎没有电流流过。
本实验在测定原电池的电动势时，采用补偿法来测定，即可满足电池几乎没由电流流过的条件。
1.1.1补偿法测量电动势通过补偿法严格控制测量电动势时流过电池的电流为零。
具体方法是用一个方向相反、大小相等的电动势，对抗电池电动势，所以，补偿法又叫对消法。
电路图如图1[3]所示。
它由工作电流回路、标准回路和测量回路组成。
工作电流回路：工作电池E w的政图 1 补偿法测定原电池电动势线路图绩流出工作电流，经过滑动变阻器R p、滑线电阻AB后返回负极。
标准回路：连接电路后，闭合K，将SW合向E s端，用以标定工作电流。
通过调节R p使检流计的电流为零，此时电路中有：E s=U CA=IR CA测量回路：将SW合向E x端（电测电池）。
保持R p不动（工作电路中的电流不变），调节C的位置至C’时检流计的电流为零，此时有：U C′A=IR C′A=E xE x=E sR CA×R C′A=kE s图2为UJ-25型直流电位差计。
原电池电动势的测定及其应用
原电池电动势的测定及其应用原电池电动势的测定是通过实验方法来确定的，常见的测定方法有以下几种：1. 伏特法：利用伏特计测量电池的电动势。
伏特计的原理是基于法拉第电磁感应定律，通过测量在电池两端产生的电压差来确定电动势的大小。
2. 哈特曼法：利用哈特曼振荡器等仪器测量电池的电动势。
这种方法是通过在电池两端施加不同的负载电阻，在不同的电阻上测得电池的电流和电压差，然后绘制电流与电压差之间的关系曲线，通过曲线的斜率来确定电动势。
3. 可逆电池法：利用可逆电池与待测电池进行比较来确定电动势。
可逆电池是一种在反应进行过程中电动势保持不变的电池，通过将待测电池与可逆电池相连，使它们共享电解质容器，然后测量它们之间的电压差，即可得到待测电池的电动势。
原电池电动势的测定在很多领域都有重要的应用，例如：1. 电化学研究：电池电动势的测定可以用于研究电化学反应的动力学和热力学特性，从而帮助人们了解电化学系统的性质和行为。
2. 电力工程：电池电动势的测定可以用于评估电池的性能和寿命，以及电池组的组合方式。
这对于设计和优化电池系统以及选择合适的电池应用场景都具有重要意义。
3. 化学分析：电池电动势的测定可以用于确定溶液中金属离子的浓度，从而实现化学分析和定量分析。
4. 理论研究：电池电动势的测定可以用于验证电化学理论，比如纳斯特方程和法拉第定律的适用性，对电化学领域的理论研究具有重要意义。
总的来说，原电池电动势的测定与应用涉及到电化学、能源和材料科学等多个领域，对于电池和电化学系统的研究和应用都具有重要意义。
(完整版)电池电动势的测定及应用,思考与讨论答案
电池电动势的测定及应用1、对消法测量电池电动势的基本原理是什么？测量中电位差计、标准电池、工作电池、检流计各有什么作用？为什么不能用伏特计或万能电表测量电池电动势？（1）对消法测量电池电动势的基本原理：在一待测电池上并联一个大小相等，方向相反的外加电动势与电池电压相抗，减缓电池反应的进行，使得回路中的电流趋于零或待测电池中没有电流流过，外加电势差的大小即为待测电池的电动势，只有这样才能使得测出来的电压为电动势。
（2）电位差计：对消法（补偿法）测定电池电动势标准电池：标定工作电池的工作电流工作电池：提供标准的工作电流检流计：检测线路中电流的大小和方向（3）因为当把伏特计与待测电池接通后，整个线路上便有电流通过，电极的平衡状态即受到破坏，产生极化现象，而且由于电池放电，使得电池中溶液的组成不断发生变化，改变了原来电池的性质。
另外，由于电池本身存在内阻而产生电位降。
因此，用伏特计所测量出的只是电池的端电压，而非电动势。
（回路中的电流不为零，测出的电池两端的电压比实际的电动势要小，一次用伏特计不能准确测定电池电动势。
）所以不能用伏特计或万能电表测量电池电动势2、参比电极应具备什么条件？有何作用？答：参比电极应具备的条件是：（1）必须是可逆电极，它的电极电势也是可逆电势；（2）必须具有良好的稳定性和重现性，即电极电势稳定，不易在空气中发生反应，与放置时间影响不大，各次制作的同样的参比电极，其电极电势也基本相同；（3）由金属和金属难溶盐或金属难溶氧化物组成的参比电极属于第二类电极，如银-氯化银电极、汞-氯化汞电极、汞-氧化汞电极，要求这类金属的盐或氧化物在溶液中的溶解度很小。
（高稳定性、可逆性、重现性）参比电极作用：与被测电极组成电池，通过测量电池电动势，然后根据参比电极的电势求得被测电极的电极电势。
3、盐桥的作用是什么？选择盐桥液应注意什么问题？答：盐桥的作用是使原来产生明显液接电势的两种液体彼此不直接接触，从而尽可能降低液接电势到毫伏数量级一下，但不能完全消除。
实验八电池电动势的测定及应用
实验八电池电动势的测定及应用一、目的1、学会铜电极、锌电极和盐桥的制备和处理方法。
2、掌握对消法测定电池电动势的原理和电位差计的使用方法。
3、测定若干电池的电动势，计算电极电势和电池反应的热力学性质。
二、基本原理电池是把化学能转变为电能的装置，它由两个“半电池”组成，每个半电池包含一个电极和相应的电解质溶液。
电池电动势即组成电池的两个电极（正极和负极）电势之差，即Eϕϕ=-（1）+-电池在放电时，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，两极反应的总和即电池反应。
以锌−铜电池即丹聂尔（Daniell）电池为例。
该电池可以表达为（负极在左，正极在右）：Zn | ZnSO4 (a1) || CuSO4 (a2) | Cu负极反应：Zn−2e−→Zn2+正极反应：Cu2+ +2e−→Cu电池反应：Zn+Cu2+ ==Zn2+ +Cu根据能斯特（Nernst）方程，该电池电动势与各反应物质活度的关系为：2+2+Cu Zn ZnCu ln ln 2a a a RT RT E E J E zF F a a φφ⋅=-=-⋅ （2） 2+2+Zn Cu ln 2a RT E F a φ=-（纯固体、汞、溶剂水的活度均为1） 式中，z 为电池反应的得失电子数，J a 为电池反应的活度商（即产物与反应物的活度之比）。
类似地，电极电势与电极反应物质活度的关系为：Ox Redln a RT zF a φϕϕ=+ （3） 式中，z 为电极反应的得失电子数，a Ox 、a Red 分别为电极反应中氧化态、还原态一侧所有物质的活度积。
据此，通过设计可逆电池，测定电池电动势即可求得有关物质的活度（如pH 值）、活度系数、溶解度、标准电动势E ø 等，还可根据下列式子求得电池反应的热力学性质：r m r m r m r m r m r m,m r m ln pr G zFEG zFE RT K E S zF T H G T S Q T S φφφ∆=-∆=-=-∂⎛⎫∆= ⎪∂⎝⎭∆=∆+∆=∆ （4）电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为当把伏特计与待测电池接通后，整个线路上便有电流通过，电极的平衡状态即受到破坏，产生极化现象，而且由于电池放电，使得电池中溶液的组成不断发生变化，改变了原来电池的性质。
电池电动势的测定及其应用
从而
由实验可以测定不同温度时的E值，以E对 T 做图， 从曲线的斜率可求出任一温度下的ቀడ்ቁ 值，从而 求出反应的热力学函数∆୰ܩ ，∆୰ܵ ，∆୰ܪ 。 本实验还需测量的另一个电池是
డா
中间的盐桥为饱和 KCl 盐桥。电池的正极反应为 负极反应为
2AgCl ൫ 固൯+ 2e → 2Ag൫ 固൯ + 2Clି Cu൫ 固൯ → Cuଶା + 2݁
1—电池；2—辅助电极； 3—被镀电极； 4—镀银溶液
图 3：半电池管
1—电极；2—盐桥插孔 3—电解质溶液 4—玻璃管
1 或未知 2 处，重复标准化过程相同的操作。调节 中间 5 个读数旋钮， 使数据接收窗口中的示数为 0， 此时的旋钮读数就是所测电池的电动势。注意为防 止电极极化，尽快达到对消，可在测量前粗略估计 一下所测电池的电动势的数值，将 5 个大旋钮的读 数放到粗估的数字上，然后用仔细调节旋钮。预估 电动势为 0.5V 左右。 对于银电极，首先在室温下测定一次电动势， 然后升高温度，每隔 7-8℃测量一个数据，一共得 到三个数据。 实验现象、结果及讨论 电极的制备： 电极制备采用串联电路， 同时制 备几个电极就需要几个电解池。之所以使用串联电 路，是因为电解过程中需要控制电流一定以使每个 电极上面沉淀的金属（银或铜）一致，从而使得实 验过程中各同学之间的重复性较好。 盐桥的制备： 滴加 KNO3 饱和溶液时缓缓滴加， 并贴着壁流下，这样可以更好的防止气泡生成。注 意保持盐桥比较热的状态，否则已经滴加进去的溶 液凝固了，如果里面有气泡就难以排出。 电势的测量： 接线时注意待测电极接正极， 参
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比电极接负极。每测量一个数据，都需要标准化一 次。 铜电极电势测量：得到的数据列在表 1 中。
电池电动势的测定及其应用实验报告
电池电动势的测定及其应用实验报告电池电动势的测定及其应用实验报告一、实验目的1.学习和掌握电池电动势的测量原理和方法。
2.了解电池电动势在日常生活和工业生产中的应用。
3.通过实验，增强动手能力和观察能力，提高分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理电池电动势是指电池在开路状态下的正负极之间存在的电位差。
它等于正极与负极之间的电势差与电池内阻之和。
电池电动势的测量通常采用伏特计（电压表）进行。
当用伏特计测量电池的电动势时，电路处于开路状态，电流为零，因此无需考虑电池的内阻。
三、实验步骤1.准备实验器材：9V电池、伏特计、导线、开关、电阻箱、瓷盘、称量纸等。
2.将9V电池的正极和负极分别与伏特计连接，记录测得的电动势值（E1）。
3.将电阻箱串接到电池电路中，调节电阻箱使伏特计的读数为零，记录此时的电阻值（R1）。
4.改变电阻箱的阻值，重复步骤3，记录多组数据。
5.根据测得的数据，绘制E-1/R图，并进行线性拟合。
6.根据线性拟合结果，求得电池电动势E。
7.将测得的电动势值与标准值进行比较，分析误差原因。
四、实验数据分析1.数据记录（请在此处插入E-1/R图）2.数据处理与结果分析通过线性拟合，求得电池电动势E的表达式为：E = -1/R + A，其中A 为截距。
根据截距A的计算公式A = E1 - R1 * （1/E1 - 1/E2），可计算出截距A的值。
将截距A代入E = -1/R + A中，即可求得电池电动势E。
截距A的值为：A = （请插入计算过程和结果）电池电动势E的值为：E = -1/R + A = （请插入计算过程和结果）与标准值9V相比，（请插入相对误差的计算过程和结果）误差较小。
五、实验结论通过本实验，我们成功地测得了9V电池的电动势，并且发现其电动势值与标准值相差不大。
此外，通过实验数据的处理和分析，我们学会了如何使用线性拟合方法来求得电池电动势的值。
同时，也了解了电池电动势在日常生活和工业生产中的应用。
电池电动势的测定及应用实验报告
电池电动势的测定及应用实验报告电池电动势的测定及应用实验报告引言电池是我们日常生活中不可或缺的能源供应装置，它的电动势是衡量电池性能的重要指标。
本实验旨在通过测定电池的电动势，了解电池的工作原理，并探索电池在实际应用中的一些可能性。
实验方法1. 实验仪器与材料本实验使用的仪器有：直流电压表、电流表、可变电阻箱、导线等。
材料包括：干电池、铜片、锌片等。
2. 实验步骤（1）将干电池的正极与铜片连接，负极与锌片连接，形成一个闭合电路。
（2）将直流电压表的正极与铜片连接，负极与锌片连接，测量电池的电动势。
（3）通过调节可变电阻箱的电阻，改变电路中的电流强度，记录电压和电流的变化。
（4）根据测得的数据，绘制电压与电流的关系曲线。
实验结果通过实验，我们得到了以下数据：电流（A） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5电压（V） 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7根据实验数据，我们可以绘制出电压与电流的关系曲线。
从图中可以看出，电压随着电流的增大而逐渐降低，呈现出线性的负相关关系。
讨论与分析1. 电池的内阻根据欧姆定律，我们可以通过实验数据计算出电池的内阻。
内阻的大小会影响电池的电动势稳定性和输出能力。
通过实验计算，我们得到电池的内阻为0.8欧姆。
2. 电池的工作原理电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
在干电池中，锌片发生氧化反应，释放出电子，形成负极；铜片则接受电子，发生还原反应，形成正极。
这种化学反应产生的电子流动就是电池的电流。
3. 电池的应用电池作为一种便携式能源装置，广泛应用于日常生活和工业领域。
它可以为各种电子设备提供电力，如手机、手提电脑、闹钟等。
此外，电池还可以用于储能系统，如太阳能电池板储存太阳能，以备不时之需。
结论通过本次实验，我们成功测定了电池的电动势，并了解了电池的工作原理。
通过分析实验数据，我们得出了电压与电流之间的关系，并计算出了电池的内阻。
电池作为一种重要的能源装置，具有广泛的应用前景。
电池电动势的测定和应用
电池电动势的测定及其应用一、实验目的与要求1、通过实验加深对可逆电池、可逆电极概念的理解。
2、掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。
3、学会一些电极和盐桥的制备。
4、通过测量电池Ag －AgCl │KCl(m 1)║AgNO 3(m 2)｜Ag 的电动势求AgCl 的溶度积K sp 。
5、测量电池Zn │ZnSO 4(m 1)║Cl －(m 2)│AgCl －Ag 的电动势随温度的变化，并计算有关的热力学函数。
二、预习要求：1、 明确可逆电池、可逆电极的概念。
2、 了解电位差计、标准电池和检流计的使用及注意事项。
3、 掌握对消法原理和测定电池电动势的线路和操作步骤。
4、 掌握用电池电动势法测定化学反应热力学函数的原理和方法。
5、 了解不同盐桥的使用条件。
三、实验原理化学电池是由两个“半电池”即正负电极放在相应的电解质溶液中组成的。
由不同的这样的电极可以组成若干个原电池。
在电池反应过程中正极上起还原反应，负极上起氧化反应，而电池反应是这两个电极反应的总和。
其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电位的代数和。
若知道了一个半电池的电极电位，通过测量这个电池电动势就可算出另外一个半电池的电极电位。
所谓电极电位，它的真实含义是金属电极与接触溶液之间的电位差。
它的绝对值至今也无法从实验上进行测定。
在电化学中，电极电位是以一电极为标准而求出其他电极的相对值。
现在国际上采用的标准电极是标准氢电极，即在a H +=1时，P H 2=1atm 时被氢气所饱和的铂电极，它的电极电位规定为0，然后将其他待测的电极与其组成电池，这样测得电池的电动势即为被测电极的电极电位。
由于氢电极使用起来比较麻烦，人们常把具有稳定电位的电极，如甘汞电极，银—氯化银电极作为第二级参比电极。
通过对电池电动势的测量可求算某些反应的∆H ，∆S ，∆G 等热力学函数，电解质的平均活度系数，难溶盐的活度积和溶液的pH 等物理化学参数。
实验6 电池电动势的测定及其应用
实验六电池电动势的测定及其应用郭璟中国科学技术大学少年班学院合肥230026摘要：本实验通过测量一系列的电动势，利用Nernst方程得到了AgCl的溶度积和Ag-Cu电池的相关热力学函数。
Abstract: By measuring a series of electromotive force, I calculated the solubility product of AgCl and relevant thermodynamic functions of Ag-Cu battery through the Nernst’s equation.关键词：电动势，热力学，盐桥，溶度积前言化学电池由两电极处于相应的溶液中组成，其电动势为两电极电极电位的代数和。
电极电位的含义是金属电极与接触溶液之间的电位差，其绝对值不可测，在电化学中利用氢电极为标准测出其他电极的电极电位的相对值。
由于氢电极使用较麻烦，研究中多利用甘汞电极、银—氯化银等具有稳定电极电位的电极作为第二级参比电极来测得其他电极的电极电位。
电池电动势的应用包括通过电动势可以得出一些物理量，如焓变、熵变、吉布斯自由能变、电解质的活度系数、难溶盐的活度积和溶液的pH等，前提条件是构成的电池是可逆电池，电池反应是所求反应。
本实验通过电动势的测量，得到AgCl的溶度积 ，以及Ag-Cu电池的热力学函数∆ 、∆ 和∆ 。
在恒温恒压条件下，可逆电池所做的电功是最大非体积功 ’，而 ’等于体系自由能的降低即为−∆ ，而根据热力学与电化学的关系，有∆ =−其中n为电池反应中得失电子的数目，F为法拉第常数，即可以通过电动势来推算电池反应的自由能变。
又由Gibbs-Helmholtz公式∆ =∆ − ∆∆ =− ∆=得到∆ =− +即通过求不同温度下测得的E对t的斜率即可得到∆ ，进一步可以得到∆ 。
对于 ，由于电池反应为Ag++Cl-→AgCl，由Nernst方程有= ϴ−ln1(Ag ) (Cl )=ln±(Ag ) (Ag ) ±(Cl ) (Cl )所以只要测得该电池的电动势就可根据上式求得AgCl的 。
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电池电动势的测定及其应用摘要：本实验中我们通过对消法测量原电池Cu│CuCl2(m1)║AgNO3(m2)│Ag 和不同温度下原电池Ag-AgCl│KCl(m3)║AgNO3(m2)│Ag 的电动势。
通过能斯特方程以及吉布斯-亥姆霍兹方程，我们计算了不同温度下氯化银的溶度积和电池反应的热力学常数。
关键词：电池电动势; 对消法; 热力学函数Measurement and Application of the Potential of Reversible BatterAbstract:In this experiment, we measure the electromotive force of two primary cells,Cu│CuCl2(m1)║AgNO3(m2)│Ag and Ag-AgCl│KCl(m3)║AgNO3(m2)│Ag by using compensation method. At the same time, the electromotive force of the latter one is measured under different temperatures. By means of Nernst equation and Gibbs-Helmholtz equation, we calculate the solubility product of AgCl and thermodynamic functions of the cell reaction under different temperatures.Keywords:Reversible Battery，Electrode Potential，Thermodynamic Functions theSolubility Product1.前言电动势Electromotive Force (EMF) 是一个表征电源特征的物理量。
电源的电动势是指电源将其它形式的能量转化为电能的本领，在数值上，等于非静电力将单位正电荷从电源的负极通过电源部移送到正极时所做的功。
常用符号E(有时也可用ε) 表示，单位是伏特（V）。
化学反应由两个“半电池”即正负电极组成，电池电动势为两个半电池电极电位代数和。
半电池电极电位绝对值无法测定，本实验中采用Ag －AgCl 电极作为参比电池，其电位稳定，使用起来方便；采用对消法测量电动势，使回路中基本无电流通过，很大程度减小了误差。
将化学反应设计为可逆电池测量电动势，是获得热力学数据的一种有力手段，相对于一般的化学测量方法精确、快速、简便，因此电池电动势的测定对化学研究有重要意义。
本实验设计Cu|CuCl2 (0.1M)||AgNO3 (0.1M)|Ag可逆电池，求得标准铜电极电势，并通过设计电池Ag-AgCl|Cl −(0.1M)||AgNO3(0.1M)|Ag可逆电池，求AgCl 溶度积常数，及反应的热力学常数∆ r S m，∆r H m，∆ r G m。
将化学反应设计为可逆电池测量电动势，是获得热力学数据的一种有力手段，相对于一般的化学测量方法精确、快速、简便，因此电池电动势的测定对化学研究有重要意义。
2.实验部分2.1.实验目的1.掌握对消法测定电池电动势的原理及电位差计的使用方法。
2.学会一些电极和盐桥的制备。
3.通过对可逆电池的电动势及电动势与温度变化系的测量计算电池反应的热力学函数。
2.2.实验原理1.设计电池反应测定相关反应性质的原理化学电池是由两个“半电池”即正负电极放在相应的电解质溶液中组成的。
由不同的这样的电极可以组成若干个原电池。
在电池反应过程中正极上起还原反应，负极上起氧化反应，而电池反应是这两个电极反应的总和。
其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电位的代数和。
若知道了一个半电池的电极电位，通过测量这个电池电动势就可算出另外一个半电池的电极电位。
所谓电极电位，它的真实含义是金属电极与接触溶液之间的电位差。
它的绝对值至今也无法从实验上进行测定。
在电化学中，电极电位是以一电极为标准而求出其他电极的相对值。
现在国际上采用的标准电极是标准氢电极，即在a H +=1时，P H 2=100kPa 时被氢气所饱和的铂黑电极，其在任何温度下的电极电位规定为0V ，然后将其他待测的电极与其组成电池，这样测得电池的电动势即为被测电极的电极电位。
由于氢电极使用起来比较麻烦，人们常把具有稳定电位的电极，如甘汞电极，银—氯化银电极作为第二级参比电极。
通过对电池电动势的测量可求算某些反应的∆H ，∆S ，∆G 等热力学函数，电解质的平均活度系数，难溶盐的活度积和溶液的pH 等物理化学参数。
但用电动势的方法求如上数据时，必须是能够设计成一个可逆电池，该电池所构成的反应应该是所求的化学反应。
例如用电动势法求AgCl 的K sp 需设计成如下的电池： Ag －AgCl ∣KCl(m 1)ºAgNO 3(m 2)³Ag 该电池的电极反应为：负极反应：Ag(s)＋Cl －(m 1) → AgCl(s)＋e -正极反应：Ag ＋(m 2)＋e - → Ag(s)电池总反应：Ag ＋(m 2)＋Cl －(m 1) → AgCl(s) 电池电动势：E =ϕ右－ϕ左=[ln ][ln ]//ϕϕAg AgAg Ag AgCl Cl ++-+-+οοRT F a RT F a 1 =E RT F a a ︒-+-ln1Ag Cl (7－1) 又因为∆G °=－nFE °=-RT K ln1sp (该反应n =1)，E °=RT F K ln 1sp(7－2) 整理后得（将（2）式代入（1）式）： E RT F K RTFa a =+⋅+-ln ln 1sp Ag Cl =RT F a a K RT F C C K C ln ln )Ag Cl sp Ag Ag Cl Cl sp+-++--⋅=⋅⋅⋅±±-γγ（ο2 (7－3)所以只要测得该电池的电动势就可根据上式求得AgCl 的K sp 。
其中γ±+Ag 为AgNO 3溶液的平均活度系数，γ±-Cl 为KCl 溶液的平均活度系数。
当C AgNO 3=0.1000M 时，γ±=0.734，C KCl =0.1000M 时，γ±=0.770。
化学反应的热效应可以用量热计直接度量，也可以用电化学方法来测量。
由于电池的电动势可以准确测量，所得的数据常常较热化学方法所得的可靠。
在恒温恒压条件下，可逆电池所做的电功是最大非体积功W ′，而W ′等于体系自由能的降低即为－∆r G m ，而根据热力学与电化学的关系，我们可得∆r G m =－nFE (7－4) 由此可见利用对消法测定电池的电动势即可获得相应的电池反应的自由能的改变。
式中的n 是电池反应中得失电子的数目，F 为法拉第常数。
根据Gibbs-Helmhotlz 方程的积分形式：∆r G m =∆r H m －T ∆r S m (7－5) ∆∆r m r m S G T nF ETP P =-=()()∂∂∂∂ (7－6) 将（4）和（6）式代入（5）式即得： ∆r m H nFE nFT ET P=-+()∂∂ (7－7) 由实验可测得不同温度时的E 值，以E 对T 作图，从曲线的斜率可求出任一温度下的值，根据（4）（6）（7）式可求出该反应的势力学函数∆r G m 、∆r S m 、∆r H m 。
本实验测定下列电池的电动势，并由不同温度下电动势的测量求算该电池反应的热力学函数。
电池为：Ag-AgCl ³KCl(0.1000M)ºAgNO 3(0.1000M)³Ag (饱和KNO 3盐桥) 该电池的正极反应为：Ag +(aq)+ e -=Ag(s) 负极反应为：Ag(s)+Cl -(aq)ÍÍAgCl(s) + e-总电池反应为：Ag +(aq)+ Cl - (aq)=AgCl(s) 各电极电位为：++-=Ag Aga F RT 1ln|Ag οϕϕ右 (7－8)-+-=Cl Aga F RT1ln|Ag οϕϕ左 (7－9) 实验过准确测量30 0C 时的电池电动势值，便可计算300C 下的K sp 以及∆r G m ，通过变温测定电池电动势的值并以E 对T 作图，可求出该温度区间的()∂∂ET P便可计算该温度区间下的∆r S m 。
并由对应温度的∆r G m 可求出该反应的∆r H m ，此处可验证Gibbs-Helmholtz 方程微分形式所用近似的正确性。
2.对消法测定电池电动势的基本原理测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量。
因为电池与伏特计相接后，整个线路便有电流通过，此时电池部由于存在电阻而产生某一电位降，并在电池两极发生化学反应，溶液浓度发生变化，电动势数据不稳定。
所以要准确测定电池的电动势，只有在电流无限小的情况下进行，所采用的对消法就是根据这个要求设计的。
图1为对消法测量电池电动势的原理图。
acba 回路是由稳压电源、可变电阻、保护电阻和电位差计组成。
图1 对消法原理线路图流过回路的电流为某一定值。
在电位差计的滑线电阻上产生确定的电位降，稳压电源为工作电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。
调节可变电阻利用标准电池εs 校准。
另一回路abG εa 由待测电池εx （或εs ）检流计G 和电位差计组成，移动b 点，当回路中无电流时，电池的电势等于a 、b 二点的电位降。
2.3. 实验仪器与试剂仪器及药品名称 生产厂家 数量 EM-3D 数字式电子点位差计 南大万和科技 1 台 HK-2A 型超级恒温水水浴南大万和科技 1 台 C30-mA 型毫安表 第二电表厂 1 只 ZX36型旋转式电阻箱 光明仪表厂 1 只 218型Ag-AgCl 参比电极精密科学仪器1 支表1实验仪器与试剂2.4.实验步骤1.银电极的制备：将银电极放在浓HNO3中稍微浸泡1~2min(可以略去)，用细晶相砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净插入盛0.1 mol·dm-3AgNO3溶液的小烧杯中，按图6-2接好线路，调节可变电阻，使电流在3mA、直流稳压源电压控制在9V镀20分钟。
取出后用蒸馏水冲洗，用滤纸吸干(冲洗以及吸干操作要以不破坏电极表面镀层为准)，并迅速放入盛有0.1000MAgNO3溶液的半电池管中(如图3）图2 电极制备装置图图3 半电池管1—工作直流电源2—被镀电极1—电极2—盐桥插孔3—辅助电极4—镀银溶液3—电解质溶液4—玻璃管2.铜电极的制备：将铜电极放入稀硝酸中浸泡10min，用水冲洗干净并擦干，再将待镀阴极铜棒用细晶相砂纸打磨光亮，阳极铜棒用粗砂纸稍稍打磨除去铜绿即可，用蒸馏水冲洗干净后用滤纸擦干，插入盛有铜电镀液的试剂瓶中，按步骤1中的方式，控制电流在、电压在12V镀分钟。