原电池电动势的测定和应用
原电池电动势的测定及应用
原电池电动势的测定及应用1. 打开超级恒温槽开关，设定温度为25℃。
2. 按式En=1.01865-4.05*10-5(T-293)-9.5*10-7(T-293)2+1*10-8(T-293)3计算标准电池在实验温度下的电动势，并相应调节标准电动势温度补偿旋钮。
3. 检流计灵敏度旋钮指向短路，打开检流计电源开关。
然后将灵敏度旋钮指向×0.01档，通过调节零旋钮及光标上的手柄，使光标指向零点。
4. 将电位差计转向开关指向“N”档，并将“粗、中、细、微”旋钮反时针方向归零，按下“粗”按钮，观察检流计光标偏转方向（注意：按一下即松开，不可长时间按下），顺时针旋转“粗”旋钮一下，后再按“粗”按钮一下，观察光标偏转方向，反复此过程；当光标偏转方向反向后，将“粗”反时针旋转一下。
开始对“中”旋钮调节（当光标偏移不明显时，可按“细”按钮，或加大检流计灵敏度），当“中”旋钮调好后，可将“细”按钮一直按下，迅速调节“细、微”旋钮，使检流计光标指向零线。
此时工作回路的电流调整完毕。
（注意：电位差计上“短路”按钮用于当光标来回摆动过快时，让光标迅速停止摆动。
使用时应一下一下的按。
）5. 处理电极：Cu电极用砂纸打磨，冲洗干净即可。
Zn电极用砂纸打磨，冲洗干净后，在饱和Hg2Cl2溶液浸泡片刻，再用蒸馏水冲洗干净即可。
6. 将0.1MCuSO4溶液、0.1MZnSO4、饱和KCl溶液分别加到试管中，并插入盐桥及相应的电极。
首先组成Zn-甘汞电极，并连入电位差计未知1按钮上（注意：电池正负极不能连错），将电位差计换向开光指向“X1”，并将测量电阻归零，检流计灵敏度旋钮指向×0.01，按下电位差计“粗”按钮，观察检流计偏转方向，然后交替进行增加×10-1V旋钮数值和按下“粗”按钮的操作，确定“×10-1V”旋钮的准确数值（注意：当检流计检不出电流时，可按“细”按钮或增大检流计的灵敏度，只当剩下×10-5V及×10-6V旋钮时，可将“细”按钮始终按下迅速调节）并记录此时电动势的数值。
原电池电动势的测定及其应用
实验报告课程名称：_______________________________指导老师：________________成绩：__________________ 实验名称：_______________________________实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得一、实验目的和要求1．掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法。
2．掌握电位差计、检流计与标准电池的使用方法。
3．学会电极和盐桥的制备方法。
4．了解可逆电极、可逆电池等概念。
二、实验内容和原理本实验采用补偿法测定电池电动势。
该方法是严格控制电流在接近于零的情况下来决定电池的电动势，为此目的，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，使电路中无电流通过，这时测出的两极的电位差△Φ就等于该电池的电动势E 。
电位差计是根据补偿原理而设计的。
它由工作电流回路、标准回路和测量回路组成如图 工作电流回路：工作电流由工作电池E w 的正极流出，经可变电阻R p 、滑线电阻R 返回E w 的负极，构成一个通路，调节R p 使均匀滑线电阻AB 上产生一定的电位降。
标准回路：将变换开关SW 合向E s ，对工作电流进行标定。
从标准电池的正极开始，经检流计G 、滑线电阻上的CA 段，回到标准电池的负极。
其作用是校准工作电流以标定AB 上的电位降。
令V CA =IR CA =E s （借助于调节R p 使G 中得电流I G 为零来实现），使CA 段上的电位降V AC （成为补偿电压）与标准电势E s 相对消。
测量回路：SW 扳回E x ，从待测电池的正极开始，经检流计G 、滑线电阻上C’A 段，回到待测电阻负极。
其作用使用校正好的滑线电阻CA 上的电位降来测量未知电池得电动势。
原电池电动势的测定及其应用 - 环境科学与工程学院
实验三原电池电动势的测定及其应用1．目的要求（1）测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电动势；（2）学会一些电极的制备和处理方法；（3）了解电位差计的基本原理和正确使用。
2．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:ΔrGm =- n F E （1）式中ΔrGm 是电池反应的吉布斯自由能增量；n为电极反应中电子的得失数。
F 为法拉弟常数； E为电池的电动势。
从式中可知，测得电池的电动势E后，便可求得ΔrGm，进而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你逆的，即要求电池的电极反应是可逆的且不存在不可逆的液接界。
同时要求电池必须在可逆的情况下工作，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。
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的电极电势的代数和，如能分别测定出两个电极的电势，就可以计算得到由它们组成的电池电动势。
下面以锌-铜电池为例进行分析。
电池表示为： Zn∣ZnSO4(a1)‖CuSO4(a2)∣Cu符号“∣”代表固相（Zn或Cu）和液相（ZnSO4和CuSO4两相界面；“‖”代表连通两个液相的“盐桥”；m1和m2分别为ZnSO4和CuSO4的质量摩尔浓度。
当电池放电时：负极起氧化反应：Zn → Zn2+（a（Zn2+））+2e-正极起还原反应：Cu2+（a（Cu2+））+2e- →Cu电池总反应为： Zn+ Cu2+（a（Cu2+））→Zn2+（a（Zn2+））+ Cu电池反应的吉布斯自由能变化值为：2+2(Zn )()ln ()()r m r ma a Cu G G RT a Cu a Zn Θ+•∆=∆+• （2）上述式中r m G Θ∆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：在标准态时a （Zn 2+）= a （Cu 2+）=1 （3） 在标准态时，a （Zn 2+）= a （Cu 2+）=1，则有：r m r m G G nFE ΘΘ∆=∆=- （4）式中E Θ为电池的标准电动势。
原电池电动势的测定和应用
实验11 原电池电动势的测定和应用一、实验目的1. 掌握对消法测定原电池电动势的原理和方法。
2. 了解电动势测定的应用。
3. 熟悉精密电位差计和标准电池的使用。
二、实验原理可设计成原电池的化学反应，发生失去电子进行氧化反应的部分可作为阳极，发生获得电子进行还原反应的部分可作为阴极，两个半点池组成一个原电池。
电池的书写习惯是左方为负极，即阳极，右方为正极，即阴极。
符号“|”表示两相界面，液相与液相之间一般加上盐桥，以符号“ ”表示，。
如电池反应是自发的，则其电动势为正，等于阴极电极电势+E 与阳极电极电势-E 之差，即 -+-=E E E以铜-锌电池为例。
铜-锌电池又称丹尼尔电池（Daniell cell ），是一种典型的原电池。
此电池可用图示表示如下：)1(114-⋅=-kg mol a ZnSO Zn +⋅=-Cu kg mol a CuSO )1(124左边为阳极，起氧化反应Zn e a Zn 2)(12++其电极电势为)()(ln 22+---==Zn a Zn a F RT E E E θ阳 右边为阴极，起还原反应e a Cu 2)(22++ Cu其电极电势)()(ln 22+++-==Cu a Cu a F RT E E E θ阴 总的电池反应)(22a Cu Zn ++ Cu a Zn ++)(12原电池电动势)()(ln 2)(22++-+--=Cu a Zn a F RT E E E θθ=)()(ln222++-Cu a Zn a F RT E θθ-E 、θ+E 分别为锌电极和铜电极的标准还原电极电势，)(2+Zn a 和)(2+Cu a 分别为+2Zn 和+2Cu 的离子活度。
本实验所测定的三个电池为：1．原电池 饱和）()()(22KCl s Cl Hg l Hg - +⋅-)()01.0(33s Ag dm mol AgNO 阳极电极电势 )25/(106.72410.0//4/)(22-⨯-==--℃t V E V E Hg s Cl Hg阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRTE E E AgAg Ag Ag θ )25/(00097.0799.0//-⨯-=+℃t V E AgAg θ 原电池电动势 Hg s Cl Hg AgAg E Ag a FRTE E E E /)(/22)(ln -+=-=+-++θ 2．原电池 )1.0()(3-⋅-dm mol KCl s AgCl Ag +⋅-Ag dm mol AgNO )01.0(33 阳极电极电势 )(ln /)(---=Cl a FRTE E Ag S AgCl θ )25/(000645.02221.0//)(-⨯-=℃t V E Ag S AgCl θ阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRTE E E AgAg Ag Ag θ 原电池电动势 [])()(ln /)(/+--++-=-=+Ag a Cl a FRTE E E E E Ag S AgCl AgAg θθ 其中 90.001.031=⋅±-γ的AgNO kg mol77.01.01=⋅±-γ的KCl kg mol稀水溶液中3-⋅dm mol 浓度可近似取1-⋅kg mol 浓度的数值。
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实验报告：原电池电动势的测定及应用一、实验目的：1.学习如何测定原电池的电动势。
2.了解原电池的构造和工作原理。
3.研究原电池的应用。
二、实验仪器和材料：1.原电池（例如锌银电池、铜锌电池等）2.电流表3.电位计4.导线5.开关6.电阻箱7.连接板8.电源三、实验原理：原电池是一种将化学能转化为电能的装置，由两个不同的金属或合金及其周围的电解质溶液组成。
在原电池中，金属条与电解质之间的化学反应产生电流。
电动势是原电池提供给外部电路单位正电荷所需的能量。
电动势的实际值与原电池的化学反应和电化学平衡有关。
四、实验步骤及数据处理：1.将原电池、电流表、电位计以及电阻箱按照电路图连接好。
2.打开开关，通过调节电阻箱中的电阻，使电流表示数保持在一个恒定的值。
3.根据电位计的示数和电流表的示数，计算出原电池的电动势。
五、实验结果与分析：根据电位计的示数和电流表的示数，我们进行了多组实验，并计算出了不同条件下原电池的电动势。
在分析实验结果时，我们可以发现，原电池的电动势与电流的大小无关，主要取决于原电池中的化学反应和电化学平衡。
不同种类的原电池，其电动势可能会有所不同。
六、实验应用：1.用于供电：原电池可以直接为电器设备或电路提供稳定的直流电源。
2.计算电动势：通过测量原电池的电动势，我们可以了解原电池的性能与工作状态，判断其是否需要更换或维修。
3.进行电解实验：原电池可以为电解实验提供所需的电流。
4.进行电池组装：原电池可以通过串联或并联的方式组装成电池组，提供更大的电动势和容量。
七、实验总结：通过本次实验，我们学习了如何测定原电池的电动势，并了解了原电池的构造、工作原理和应用。
电动势是一个重要的物理概念，对于理解电路的工作原理和实际应用具有重要意义。
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。
实验六十七 原电池电动势的测定及其应用
四、实验步骤
3、电动势测定
1）根据Nernst公式计算实验温度下电池1、2、3、4、5、 6的电动势理论值。 2）正确接好测量电池1的线路。用SDC数字电位差计测 量电池1的电动势。每隔2分钟测一次，共测三次。 3）同法，用SDC数字电位差计测量电池2、3、4、5、6 的电动势，要测至平衡时为止。 4）测量完毕后，倒去小烧杯的溶液，洗净烧杯。饱和甘 汞电极淋洗后，浸入饱和氯化钾溶液中保存。
五、注意事项
1、为使极化影响降到最小，测量前可初步估算被测 电池的电动势大小，以便在测量时能迅速找到平衡点。 2、测量电池电动势时，在对消点前，测量回路有电 流通过，在测量过程中不能使测量回路一直连通，应接 通一下调一下，直至平衡。 3、为判断所测量的电动势是否为平衡电势，可在约 15 min内等间隔地测量7～8个数据。若这些数据是在平 均值附近摆动，偏差小于±0.5 mV，则可认为已达平衡， 并取最后三个数据的平均值作为该电池的电动势。 4、盐桥不能完全消除液接电势，一般仍剩余1~2mV， 所以测得结果只能准至mV。
能否用伏特计来测量E ？
EX U IR内
I 0,U EX
电池与伏特计接通后有电流通过，在电池两极上会发生极 化现象，使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有内阻，伏特 计所量得的仅是不可逆电池的端电压。 因此电池电动势不能直 接用伏特表来测定。 利用电位差计可在电池无电流（或极小电流）通过时测得 其两极间的电势差，即为该电池的平衡电动势。
2、电池组合
四、实验步骤
将饱和KCl溶液注入50mL小烧杯中作为盐桥，得 电池1： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L L 电池2： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||KCl(饱和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l) L 电池3： Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L 电池4： Cu | Cu 2+(0.0100mol· -1)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L L 电池5： Zn|Zn2+(0.1000mol· -1)||KCl(饱和)|AgCl(s)|Ag L 电池6： Ag|AgCl(s)|KCl(饱和)||Cu2+(0.1000mol· -1)|Cu L
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。
原电池电动势的测定及其应用
2012年02 月28 日总评：姓名：学校：陕西师范大学年级：2010级专业：材料化学室温：10.0℃大气压: 100kpa一、实验名称：原电池电动势的测定及其应用二、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；三、实验原理：原电池是由正，负两个电极和相应电解质溶液组成，电池反应中正极起还原作用，负极起氧化作用，电池反应是电池中两个电极反应的总和。
电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为当伏特计与待测电池接通后，整个线路中便有电流通过，电池内部由于存在内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，电动势数值不稳定，所以只有在无电流通过的情况下进行测定，即采用对消法。
实验电路图如下：四、实验数据及处理：1、各电池电动势测量结果表1 各电池电动势测量结果根据上表实验数据作图：从上图中可以看出：= –0.00009解相关热力学函数：2、如果在25℃测得以下：Ag(s)+AgCl(s)|HCl(0.100 mol⋅L-1)‖AgNO3(0.100 mol⋅L-1)|Ag(s) 原电池电动势值为0.53868V，试求该温度下AgCl的K sp。
解：四、讨论思考：1．选择盐桥应注意什么问题？2．用Zn(Hg)与Cu组成电池时，有人认为Zn表面有Hg，因而Cu应为负极，Hg为正极，该说法是否正确，为什么？可能用到的知识点：(Δr G m)T，P= -Nfe (1)(2)(3)解：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-→AgCl①又②式②中n=1，在纯水中AgCl溶解度极小，所以活度积就等于溶度积。
所以:③③代入②，化简之有:④答：盐桥可以使得电池在可逆条件下工作，即充放电在准平衡状态下工作，只有无限小的电流通过电池。
原电池电动势的测定及其应用
一、实验目的和要求1. 掌握补偿法测定电池电动势的原理和方法；2. 掌握电位差计、检流计和标准电池的使用方法；3. 学会电极和盐桥的制备方法；4. 掌握通过测量原电池电动势计算热力学函数变化值的原理、方法及其他应用。
二、实验内容和原理1．补偿法测电动势的原理电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计联接后有电流通过，就会在电极上发生电极极化，结果使电极偏离平衡状态。
另外，电池本身有内阻，所以伏特计所量得的仅是不可逆电池的端电压。
测量电池电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需用对消法(又叫补偿法)来测定电动势。
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。
对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理如图1所示。
电位差计由三个回路组成：工作电流回路、标准回路和测量回路。
图1 补偿法原理线路图(1)工作电流回路工作电流由工作电池E的正极流出，经可变电阻R、滑线电阻返回E的负极，构成一个通路，调节可变电阻R，使流过回路的电流成为某一定值。
这样AB上有一定的电位降低产生，工作电源E可用蓄电池或稳压电源，其输出电压必须大于待测电池的电动势。
（2）标准回路Es为电动势精确已知的标准电池，C是可在AB上移动的接触点，K是双向开关，KC间有一灵敏度很高的检流计G，当K扳向S一方时，AC1GS回路的作用时校准工作回路的以确定AB上的电位降。
如标准电池S的电动势为1.01865伏，则先将C点移动到AB上标记1.01865伏的C1处，迅速调节R直至G中无电流通过。
这时S的电动势与AC1之间的电位降与AC1间的电位降大小相等、方向相反而对消。
（3）测量回路当双向开关K换向Ex的一方时，用AC2GX回路根据校正好的AB上的电位降来测量未知电池的电动势。
在保证校准工作电流不变的情况下，在AB上迅速移动到C2点，使G中无电流通过，这时X的电动势与AC1间的电位的电位降大小相等，方向相反而对消，于是C2点所标记的电位降为X的电动势。
原电池电动势的测定与应用
=17185.07
= + =-nFE+nF =-9015.59+17185.07
=8169.48
关于做好该实验的建议：
每次做完后得洗电极，否则造成原电池的性质改变（变为电极表面附着物加原电极组成的新电极，从而影响实验结果）
附：Orijin拟合结果
=0.26483V
=0.2410V
E= =0.26483V-0.2410V=0.02383V
二、将实验数据列于下表初始温度：25℃
电池
测量值
理论值
百分误差
Cu/Zn原电池电动势
1.08204V
1.10507V
2.08%
Zn/甘汞原电池电动势
1.03740V
1.08124V
4.05%
甘汞/Cu原电池电动势
54.14%
饱和甘汞电极E=0.2410V-7.6· （t/℃-25）
三、根据不同温度下测得的电动势，绘制E~T曲线
不同温度下甘汞/Cu原电池电动势测量值
拟合后的直线为:E=2.89* ·T+0.03682
四、求算35℃时的ΔG、ΔH和ΔS
= -nFE= -2·96485.34·0.04672=-9015.59
0.04387V
0.02383V
84.09%
Zn电极电势
-0.7964V
-0.84024V
5.22%
Cu电极电势
0.2848V
0.26483V
7.54%
甘汞/Cu原电池电动势
30℃
0.04586V
0.0263V
74.37%
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及其应用
实验名称 原电池电动势的测定及其应用 班组姓名 同组者姓名 日期 年 月 日一、实验目的1．理解电极、电极电势、电池电动势、可逆电池电动势的意义。
2．掌握用对消法测定电池电动势的基本原理和数字式电子电位差计的使用方法。
3．学会几种电极和盐桥的制备方法。
二、实验原理1.对消法测电动势的原理：测量电池电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需用对消法(又叫补偿法)来测定电动势。
对消法测定电动势就是在所研究的电池的外电路上加一个方向相反的电压。
当两者相等时，电路的电流为零（通过检流计指示）。
对消法测电动势常用的仪器为电位差计，其简单原理如右图所示：【Ew、Es、Ex 分别为工作电池、标准电池、待测电池。
】当K与Es接通时，调节Rf及滑动头至C1，使检流计中无电流通过。
此时有Es＝UC1A，工作回路电流I＝UC1A /RC1A=Es/RC1A当K与Ex接通时，调节滑头至C2，使检流计中无电流通过，此时有Ex＝UC2A，工作回路电流I=UC2A/RC2A=Ex/RC2A因此 Es/RC1A =Ex/ RC2A 即 Ex＝ RC2A•(Es/RC1A )2．电极电势的测定原理：原电池是化学能转变为电能的装置，在电池放电反应中，正极（右边）起还原反应，负极（左边）起氧化反应。
电池的电动势等于组成电池的两个电极电位的差值。
即：(1)式中E是原电池的电动势； 分别代表正、负极的电极电势。
其中：(2) (3)在式(2)(3)中： 分别代表正、负电极的标准电极电势；R=8.134J.mol-1.K-1；T是绝对温度；Z是反应中得失电子的数量；F=96500C，称法拉第常数； 为参与电极反应的物质的还原态的活度。
3.浓差电池：一种物质从高浓度（或高压力）状态向低浓度（或低压力）状态转移，从而产生电动势，而这种电池的标准电动势为零。
三、仪器与试剂EM-3C型数字式电子电位差计（南京大学应用物理研究所监制）1台；标准电池（中华人民共和国上海电工仪器厂）1个；饱和甘汞电极（上海康宁电光技术有限公司）1个；铜电极2个 锌电极1个ZnSO4溶液（0.1mol/L） CuSO4溶液（0.1mol/L） CuSO4溶液（0.01mol/L） 饱和KCl溶液H2SO4溶液（6mol/L） HNO3溶液（6mol/L）四、实验步骤（一）、电极制备1、锌电极（1）将锌电极在6mol/L硫酸溶液中浸泡片刻,除去表面上的氧化层，取出后用水洗涤，再用蒸馏水淋洗。
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。
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实验11 原电池电动势的测定和应用一、实验目的1. 掌握对消法测定原电池电动势的原理和方法。
2. 了解电动势测定的应用。
3. 熟悉精密电位差计和标准电池的使用。
二、实验原理可设计成原电池的化学反应，发生失去电子进行氧化反应的部分可作为阳极，发生获得电子进行还原反应的部分可作为阴极，两个半点池组成一个原电池。
电池的书写习惯是左方为负极，即阳极，右方为正极，即阴极。
符号“|”表示两相界面，液相与液相之间一般加上盐桥，以符号“ ”表示，。
如电池反应是自发的，则其电动势为正，等于阴极电极电势+E 与阳极电极电势-E 之差，即 -+-=E E E以铜-锌电池为例。
铜-锌电池又称丹尼尔电池（Daniell cell ），是一种典型的原电池。
此电池可用图示表示如下：)1(114-⋅=-kgmol a ZnSO Zn +⋅=-Cu kgmol a CuSO)1(124左边为阳极，起氧化反应Zne a Zn 2)(12++其电极电势为)()(ln22+---==Zna Zn a FRT E E E θ阳右边为阴极，起还原反应e a Cu2)(22++Cu其电极电势)()(ln22+++-==Cua Cu a FRT E E E θ阴总的电池反应)(22a CuZn ++ Cu a Zn ++)(12原电池电动势)()(ln2)(22++-+--=Cua Zn a FRT E E E θθ=)()(ln222++-Cua Zn a FRT E θθ-E 、θ+E 分别为锌电极和铜电极的标准还原电极电势，)(2+Zn a 和)(2+Cua 分别为+2Zn和+2Cu的离子活度。
本实验所测定的三个电池为：1．原电池 饱和）()()(22KCl s Cl Hg l Hg - +⋅-)()01.0(33s Ag dm mol AgNO 阳极电极电势 )25/(106.72410.0//4/)(22-⨯-==--℃t V E V E Hgs Cl Hg阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRT E E E Ag Ag AgAgθ)25/(00097.0799.0//-⨯-=+℃t V E Ag Ag θ原电池电动势 Hgs Cl Hg AgAgE Ag a FRT E E E E /)(/22)(ln -+=-=+-++θ2．原电池 )1.0()(3-⋅-dm mol KCl s AgCl Ag +⋅-Ag dm mol AgNO )01.0(33 阳极电极电势 )(ln /)(---=Cl a FRT E E AgS AgClθ)25/(000645.02221.0//)(-⨯-=℃t V EAgS AgCl θ阴极电极电势 )(ln //+++==++Ag a FRT E E E Ag Ag AgAgθ原电池电动势 [])()(ln /)(/+--++-=-=+Ag a Cl a FRT EE E E E AgS AgCl AgAgθθ其中 90.001.031=⋅±-γ的AgNO kg mol77.01.01=⋅±-γ的KCl kgmol稀水溶液中3-⋅dm mol 浓度可近似取1-⋅kg mol 浓度的数值。
3. 原电池)()()(22饱和KCl s Cl Hg l Hg - 331.01.0(--+⋅+⋅dm mol HAc dm mol H +⋅Pt Q H Q NaAc 2), 阳极电极电势 )25/(106.72410.0//4/)(22-⨯-==--℃t V E V E Hgs Cl Hg阴极电极电势 )(ln 22//+++==H a FRT E E E Q H Q QHQ θ)25/(104.76994.0/4/2-⨯-=-℃t V E QHQ θ原电池电动势 Hgs Cl Hg QHQ E H a FRT E E E E /)(/222)(ln -+=-=+-+θ= Hgs Cl Hg QHQ E PH FRTE /)(/222303.2--θ即 )/303.2()/)(/222F RT E E E pH Hg s Cl Hg Q H Q --=θ由此可知，只要测出原电池3的电动势，就可计算出待测溶液（NaAc HAc 和缓冲溶液）的pH 值。
测定可逆原电池的电动势常采用对消法（又称补偿法），其原理和方法在附录1、2、3中作了详细的介绍。
通过原电池电动势的测定，还可以得到许多有用的数据，如离子活度等。
特别是通过测定不同温度下原电池的电动势，得到原电池电动势的温度系数p T E )(∂∂，由此可求出许多热力学函数，如计算相应电池反应的摩尔反应吉尔斯函数变zFEG m r -=∆，摩尔反应焓pmr TEz F T z F E H)(∂∂+-=∆及摩尔反应熵p m r TE zF S )(∂∂=∆等。
如果电池反应中，反应物和生成物的活度均为1，温度为K 15.298，则所测定的电动势和热力学函数即为相应电池反应的标准)15.298(K E θ、)15.298(K G m r θ∆、和)15.298(K S m r θ∆。
利用对消法可以很准确的测量出原电池的电动势，因此用电化学方法求出的化学反应的热力学函数m r G ∆、m r H ∆、 m r S ∆等比用量热法或化学平衡常数法求得的热力学数据更为准确可靠。
原电池设计与制造的难度主要是电极的制备，所以对一些常用电极的制备方法作一些了解还是很有必要的（详见附录5）。
三、仪器和药品ZD －WC 数字电位差计（含附件） 1台 0.01 mol.dm -3 AgNO 3溶液 标准电池1个 0.1 mol.dm -3 KCl 溶液 甘汞电极（饱和） 1支 0.2 mol.dm -3 HAc 溶液 银-氯化银电极 1支 0.2 mol.dm -3 NaAc 溶液 光铂电极 1支 醌氢醌固体粉末（黑色） 银电极 1支 KNO 3盐桥 3个吸耳球 1个 100 ml 烧杯 1个 洗瓶1个 50 ml 广口瓶 3个 饱和氯化钾溶液10 ml 移掖管3支图11.1 ZD-WC 数字电位差计； 左图为全图，右图为操作面板四、实验步骤1．完成电位差计与检流计、标准电池、工作电池的接线工作，经教师检查无误后，进行工作电流“标准化”操作，并熟悉仪器使用方法。
2．取一广口瓶 ，洗净后，用少许0.01 mol.dm -3 AgNO 3溶液连同银电极一起淌洗， 然后装入0.01 mol.dm-3 AgNO3溶液约1/3，插入银电极，作为阴极。
插在装有飽和氯化钾溶液的广口瓶中的甘汞电极作为阳极，将KNO盐桥（1）插入构成二电极的溶液中，组3合成一个原电池。
接入电位差计（注意+、-），测原电池的电动势。
测完后，银电极（阴极）的电池溶液不要倒掉，留作制备下一个电池（2）使用。
3．在淌洗过的广口瓶中装入约1/3的0.1 mol.dm-3 KCl溶液，并插入银-氯化银电极，作为阳极。
用KNO盐桥（2）将银-氯化银电极（阳极）和电池（1）中已制备好的银电3极（阴极）组合成一个原电池。
测其电动势。
4．取10 ml 0.2 mol.dm-3 HAc溶液及10 ml 0.2 mol.dm-3 NaAc溶液放入淌洗过的广口瓶中，再加入少量的醌氢醌固体粉末（黑色），而后插入光铂电极，作阴极。
架上KNO3盐桥（3），同饱和甘汞电极（阳极）组合成一个原电池。
测其电动势。
五、注意事项1．测定时特别注意标准电池不要摇动、倾斜，以防液体互混使电动势变化。
2．在工作电流“标准化”或测定未知电动势时，要瞬时按下电键而不能长时间按。
3.测原电池的电动势时，注意随时进行工作电流“标准化”的校正。
六、实验记录室温22.0 ℃，大气压100.20 kPa七、数据处理1. 计算待测电池电动势：E1＝E+－E-＝[E+θ－RT/F·ln a(Ag+)]－E-＝0.799－0.00097⨯(22－25)+8.314/96485⨯(22+273.15)⨯ln(0.9⨯0.01)－(0.241－0.00076⨯(22－25))＝0.43883 V误差％＝(E测量－E计算)/E计算⨯100%＝(0.43809－0.43883)/0.43883⨯100%＝－0.167% E2＝E+－E-= [E+θ－RT/F·ln a(Ag+)]－[E-θ－RT/F·ln a(Cl-)]＝0.799－0.00097⨯(22－25)+8.314/96485⨯(22+273.15)⨯ln(0.9⨯0.01)－(0.2221－0.000645⨯(22－25)－8.314/96485⨯(22+273.15)⨯ln(0.77⨯0.1))＝0.39286 V误差％＝(0.39303－0.39286)/0.39286⨯100%＝0.043%在0.1 M HAc与0.1 M NaAc溶液中，设电离平衡时[H+]＝x,则HAc ＝H++ Ac-电离平衡时0.1-x x 0.1+xKcθ＝1.74⨯10-5＝x（0.1+x）/ （0.1－x），解得x＝1.74⨯10-5，所以pH=－log a(H+)＝－log(1.74⨯10-5)＝4.759E3＝EθQ/H2Q+RT/F·ln a(H+)－E-＝0.6994－0.00074⨯(22－25)+8.314/96485⨯(22+273.15)⨯ln(0.0000174)－[0.241－0.00076⨯(22－25)]＝0.179622 V误差％＝(0.178720-0.179622) / 0.179622⨯100%＝－0.502%3 待测溶液pH值：pH＝{EθQ/H2Q－0.00074⨯(t－25)－[E-θ－0.00076⨯(t－25)]}/(2.303RT/F)＝4.77八、思考题1. 用测电动势的方法求热力学函数有何优越性？答：电动势测定法比其它方法（例如量热法）更精确，误差更小。
2. KNO3盐桥有何作用，如何选用盐桥以适应各种不同的原电池？答：将液接电势降低到最小的作用。
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。
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。
3. 在工作电流“标准化”和测量电动势过程中，为什么按键不能长时间按下？答：因为接通电路后就会有电流通过，则电极就会发生极化，电极电势与电池电动势就会偏离平衡值，而实验需要测定的是平衡电动势，所以不能长时间接通电路。
4. 本实验中，甘汞电极如果采用0.1或1.0 mol.dm-3的KCl溶液，对原电池电动势的测量有否影响？为什么？答：有。
根据Nernest方程，电解质浓度对电池电动势有影响。