原电池电动势的测定及应用
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：△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。
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
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及其应用
原电池电动势的测定及其应用一、实验目的(1)测定Cu—Zn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SDC-Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确使用方法。
二、实验原理原电池由正、负两极组成。
电池在放电过程中，正极发生还原反应，负极发生氧化反应，电池内部还可以发生其他反应，电池反应是电池中所有反应的总和。
电池除可用来提供电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。
从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：△G＝－nFE（2-69）式中△G是电池反应的吉布斯自由能增加；n为电极反应中得失电子的数目；F为法拉第常数（其数值为96500C/mol）；E为电池的电动势。
所以测出该电池的电动势E后，进而又可求出其他热力学函数。
但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的，可逆电池应满足如下条件：(1)电池反应可逆，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。
在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位差计测量。
原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能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（2-69）式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。
下面以铜－锌电池为例进行分析。
电池表达式为Zn s ZnSO4m1|CuSO4m2|Cu(s)符号“∣”代表固相（Zn或Cu）和液相(ZnSO4或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 s ⇌Zn 2+ a Zn 2+ ＋2e −正极起还原反应Cu 2+(a Cu 2+)＋2e −⇌ Cu(s)电池总反应为Zn s +Cu 2+ a Cu 2+ ⇌Zn 2+ a Zn 2+ +Cu(s)电池反应的吉布斯自由能变化值为：∆G =∆G ⊖−RTl n a Zn 2+a Cu 2+（2-70）式中∆G ⊖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，即a Cu =a Zn ,而在标态时，a Cu 2+=a Zn 2+=1，则有∆G =∆G ⊖=−nFE ⊖（2-71）式中E ⊖为电池的标准电动势。
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
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。
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:
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。
物化实验原电池电动势的测定及其应用实验报告
物化实验原电池电动势的测定及其应用实验报告一、实验目的：1.学习测定原电池电动势的方法及原理；2.了解原电池电动势的定义及其应用。
二、实验原理：1.原电池电动势的定义：原电池是由两个不同金属和一个电解质组成的电化学元件，它能将化学能转换为电能。
原电池中的两个电极之间存在电动势，该电动势称为原电池的电动势。
2.原电池电动势的测定方法：测定原电池电动势的一种常用方法是利用标准电势测量法。
该方法是将原电池与一个标准电极连接，通过对比测量标准电极与原电池之间的电动势差来推算出原电池的电动势。
三、实验步骤：1.准备实验所需材料：原电池、标准电极、导线、电压表等。
2.将原电池与标准电极连接，确保连接稳固。
3.将电压表的正负极分别与原电池连接。
4.读取电压表上的示数，记录下来。
5.更换另一个标准电极，重复第3步和第4步。
6.根据电压表示数计算出原电池的电动势。
四、实验数据记录和处理：示数1：3.0V示数2：2.5V根据测量结果，我们可以计算出原电池的电动势：原电池电动势=示数1-示数2=3.0V-2.5V=0.5V五、实验结果分析：通过实验测定，我们得到了这个原电池的电动势为0.5V。
这个值代表了原电池产生电能的能力，可以用来描述原电池的性能。
六、实验应用：原电池的电动势是一种重要的物理量，在实际应用中有着广泛的应用。
以下是一些应用实例：1.电池选择：根据不同应用的需求，可以根据电动势的大小选择合适的原电池，确保电池能够提供足够的电能。
2.电化学反应的推动力：电动势可以驱动一些电化学反应，如电解水、电镀等，实现化学反应的推动。
3.能量转换与储存：利用原电池的电动势，可以将化学能转化为电能，实现能量转换与储存。
七、实验结论：本实验通过测定原电池与标准电极之间的电动势差，计算出了原电池的电动势，得到了实验结果为0.5V。
原电池的电动势是衡量原电池性能的重要指标，也是电池在实际应用中的决定因素之一、此外，原电池的电动势还能应用于电化学反应的推动、能量转换与储存等领域。
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原电池电动势的测定及应用
姓名： 学号： 班级：2012级化工班
指导老师： 日期：2014-09-24 成绩：
一、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。
2.了解可逆电池电动势的应用。
3.学会银电极、银—氯化银电极的制备和盐桥的制备。
二、实验原理：
1.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。
测量电动势只能在无电流通过电池的情况下进行，因此需要用对消法（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,其简单原理如图所示：
1
2R R E E S X = 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，负极起氧化反应。
电池的电动势等于组成的电池的两个电极电位的差值。
即：
氧化还原左
右ααϕϕϕϕϕϕθln _ZF RT E -=-=-=+
三、仪器与药品：
1. 仪器：电位差计 直流辐射式检流计 铂电极 银电极 饱和甘汞电极 稳压直流电源 导线 标准电池 盐桥 小烧杯若干
2. 药品：HCl （0.100m ） AgNO3（0.100m ）KCl 饱和溶液 醌氢醌 未知PH 溶液
四、实验步骤 ：
本实验测定如下两个电池的电动势：
1.①Hg －Hg 2Cl 2|饱和KCl 溶液||AgNO 3(0.100m)|Ag
②Hg －Hg 2Cl 2|饱和KCl 溶液||饱和有醌氢醌的未知PH 溶液|Pt
2.电极的制备
（1）铂电极、银—氯化银参比电极和饱和甘汞电极采用现成的商品，在使用前用蒸馏水洗净。
若铂电极有油污，应在丙酮中浸泡，然后用蒸馏水冲洗。
（2）醌氢醌电极：将少量醌氢醌固体加入待测的未知PH 溶液中使成为饱和溶液，然后插入干净的铂电极即可。
3.（1）矫正电位计：先将功能选择开关扳到“外标”档。
再将电位计的正负极短接，按“校准”归零。
最后将外标正极与基准正极，外标负极与基准负极接，调数字至基准数（每台仪器都不同），按校准键归零。
（2）组成两个电池。
（3）将标准电池和待测电池分别接入电位差计上。
在测标准电池是电位差计的正极连接Ag 电极，在测待测电极时电位计的正极连接Pt 电极。
（4）将功能选择开关扳到“测量”档。
把标准电池正确接入电位差计上，从大到小从左到右旋转六个电势测量旋钮，直到调至检流计示数为零为止。
按同样的方法测定未知电池电动势。
（5）根据Nernst 公式计算实验温度下电池①②的电动势理论值。
五、数据处理 ：
室温：21℃
测量值/V E 测量平均值/V V Ag Ag //+ϕ V Ag Ag //θϕ+
相对 误差
一次 两次 三次 0.495453 0.7393 0.8031 7.944% 0.495880 0.495195 0.495283
0.327874 0.326129 0.324568 0.326190
1、已知饱和甘汞电极和银电极的电极电位与温度的关系如下
当t=21℃
甘汞ϕ=0.2412-6.61×10-4（t-25℃）-1.75×10-6(t-25℃)2-9.16×10-10(t-25℃)2
=0.2438V
=+θ
ϕAg Ag /0.7991-9.88×10-4(t-25℃)+7×10-7(t-25℃)2
=0.8031V
由于电池的电动势为甘汞ϕϕ-=+Ag Ag E /，所以
=+=+甘汞ϕϕE Ag Ag /0.495453+0.2438=0.7393V
实验测得的Ag Ag /+ϕ的理论值和实际值的相对误差为：
=-+++θθ
ϕϕϕAg Ag Ag
Ag Ag Ag ///=-8031
.07393.08031.00.07944=7.944% 2、PH F
RT F RT H 303.2ln 22-=-=+θθϕαααϕϕ醌氢醌醌氢醌醌氢醌右 因为 甘汞醌氢醌
左右ϕϕϕϕθ--=-=PH F RT E 303.2 所以 F RT E PH /303.2甘汞醌氢醌ϕϕθ--=
已知 =醌氢醌ϕ0.6994-7.4×10-4（t-25℃）=0.7024V
所以 =PH 3。
6362
六．误差分析：
1、仪器的不稳定带来较大误差，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，在很短的时间内测得的数据都有较大波动，所以不能很快调节到平衡是实验的误差主要来源。
2、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，所以计算的误差也较大。
3、只有在电流无限小的情况下测量，才能达到可逆电池的要求，但在实验过程中电流无法达到无限小仍存在一定值的电流，于是产生的极化作用破坏了电池的可逆性，使电动势偏离可逆值。
七、 注意事项 ：
1.在测量电池电动势的过程中，检流计光点总往一个方向偏转，则可能是工作电源指向内接。
2.醌氢醌溶解度小，加入少量即可。
3 .检流计不用时要短路，不要浪费电池，按旋钮时间要短，不超过1s ，防止过多电流通过电池，造成极化现象，破坏电池的电化学可逆状态。
4.计算时考虑T 对实验结果的影响，因数据太小，处理时要保持4位，减少误差。
八．问题分析与讨论：
1、KNO 3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。
2、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。
3、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。
4、参比电池应具备什么样的条件？
答：电动势稳定，在大电流下也不任意极化。