电动势的测定与应用

姓名: 肖池池序号: 31 周次: 第三周指导老师: 张老师

电动势的测定与应用

一、实验目的

（1）掌握补偿法测定电池电动势。

（2）了解实验室常用电极使用和处理方法以及盐桥制备方法。

二、实验原理

本实验采用补偿法（又称对消法）

测定池电动势。如图所示，AB为均

匀电阻，Ew为工作电源，它在AB

上产生均匀点位降，用来对消电池

电动势。Ex为待测电池电动势，En

为标准电池电动势（校准用）。测定

时把开关K拨向En档，调节滑线

电阻AC’使检流计中无电流通过，

得

(1)

然后把K拨向Ex档，调节AC’，使检流计中无电流通过，有

（2）

将两式相除得

（3）

本实验采用标准的Westen电池标准电池，因为其电动势稳定且随温度变化小。在20℃时En=1.0183V，其他温度时En=1.0183-0.0000406（t-20）V。t为摄氏温度。

三、仪器与试剂

UJ-25型点位计（包括检流计）SDC-Ⅱ数字点位差综合

测定仪，甘汞电极，锌电极，铜电极，电极管，烧杯。

0.1MZnS04溶液；0.1M CuSO4溶液；0.01M CuSO4溶液；

饱和KCl溶液。

四、实验步骤

1.制作电极

用砂子打磨打磨铜锌电极，去掉其表面的氧化膜，用水冲洗，然后用蒸馏水冲洗。按如图所示，将下列四个电池制成原电池。

（1）电池（A）：（-）Zn| ZnS04（0.1molL-1）|| CuSO4（0.1molL-1）| Cu（+）

（2）电池（B）：（-）HgCl2|Hg| KCl(饱和)|| CuSO4（0.1molL-1）| Cu（+）

（3）电池（C）：（-）Zn| ZnS04（0.1molL-1）|| KCl(饱和)| HgCl2| Hg（+）

（4）电池（D）：（-）CuSO4（0.01molL-1）| Cu || CuSO4（0.1mol-1）| Cu（+）

2.电动势的测定

a.使用UJ-25型电位差计

（1）将检流计电流零点调节在量程的一半。

（2）按下式计算室温下标准（Westen）电池的电动势：

En=1.0183-0.0000406（t-20）V。t为摄氏温度。

连接电路图，将D1和D2调节到标准电池电动势计算值。再将换向开关拨到N档，按下左边的粗键，依次调节旋流粗调、中调、细调和微调，使检流计读数为零。

（3）将待测的上述电池按“+”和“-”与电位差计“待测一”的“+”和“-”相连，将换向开关打到×1的位置，将电位差计中伏特读数旋钮[A1~A6]读数调到理论计算值附近，从A1到A6依次调节，直到电流为零，重复测量三次。

b.SDC型数字电位差综合测定仪

（1）将被测电动势按正负极性与测量端子连接好，不接标准电池，将测量置“内标”位置，调节100~10-5六个旋钮。使×100旋钮为1，其余旋到底，电位指示显示“1.00000”V，按下“采零”键。

（2）将标准电池与“外标”端子接好，调节旋钮使电位器指示数与标准电池值相同，按下“采零”键。

（3）将待测电池按正负与测量端子连接好，将测量旋钮置于“测量”，补偿旋钮逆时针旋到底。调节旋钮使“检零指示”数值为负，且绝对值最小。在调节补偿电位器使“检零指示”数值为零。记录电位值。

bb五、数据处理

（1）电池（A）：（-）Zn| ZnS04（0.1molL-1）|| CuSO4（0.1molL-1）| Cu（+）

理论计算电动势得：

E理论= EΘ- = EΘ(Cu2+|Cu) - EΘ(Zn2+|Zn) - =1.1037+1.0015×10-3

= 1.1047V

实际测量电动势为：E实际=1.0885V

相对误差E R=|×100﹪=1.47﹪

2）电池（B）：（-）HgCl2|Hg| KCl(饱和)|| CuSO4（0.1molL-1）| Cu（+）

理论计算电动势得：

E理论= E(Cu2+|Cu)-E甘汞= EΘ(Cu2+|Cu) –– (0.2415 - 0.00065(t-25))

= 0.288578-0.2415 = 0.047V

实际测量电动势为：E实际=0.0319V

相对误差E R=×100﹪=32.13﹪

（3）电池（C）：（-）Zn| ZnS04（0.1molL-1）|| KCl(饱和)| HgCl2| Hg（+）

E理论= E甘汞- E(Zn2+|Zn) =(0.2415 - 0.00065(t-25)) – (EΘ(Zn2+|Zn) –)

= 1.0576V

实际测量电动势为：E实际= 1.0648V

相对误差E R=×100﹪=0.68﹪

（4）电池（D）：（-）CuSO4（0.01molL-1）| Cu || CuSO4（0.1mol-1）| Cu（+）

E理论= - = 0.02985V

实际测量电动势为：E实际=0.02394V

相对误差E R= 19.80﹪

六、思考题

1.电位差计、标准电池、检流计及工作电池在实验中各有什么作用？

答：本实验，电位差计用来测量原电池的电动势

标准电池提供一个稳定且已知的电动势

检流计检测电路中有无电流通过

工作电池提供实验所需的电动势

2.盐桥有什么作用?应选择什么样的电解质作为盐桥？

答：两个溶液界面间存在液接电势，盐桥能使液接电势降低。

应选择电解质的正负离子迁移数尽可能相近的电解质。

3.如何正确使用标准电池和检流计？

答：标准电池不能剧烈振荡和倒置，通过电池的电流不能大于0.0001A，在4-40℃范围使用。在使用检流计时不能长时间接通检流计，只能“点”接通检流计，而且按照有粗到细的规则。

4.如果待测电池的正负接反了，会有什么后果？工作电池，标准电池中任何一个没接通会有什么后果？

答：如果待测电池的正负接反了，检流计的指针只向一边偏，无法达到平衡点。如果工作电池、标准电池没接通，检流计指针不偏转。

七、实验改进

本实验可以增加温度对原电池电势实验的影响。通过设计几个不同的温度梯度（如25℃、