材料物化实验讲义-第二学期-实验1
物化实验讲义
物化实验讲义实验一恒温槽的装备与性能和液体粘度测定实验项目性质：综合性实验计划学时：4学时一、实验目的恒温槽在物理化学实验中的重要性：物质的物理化学性质，例如粘度、密度、蒸气甩、表面张力、折光率、电导、电导率、透光率等都随其温度而发生改变，必须测量这些性质必须在恒温条件下展开。
一些物理化学常数例如平衡常数、化学反应速率常数等也与温度有关，这些常数的测量也须要恒温。
因此，学会恒温槽的采用对物理化学实验就是非常必要的。
此外掌控测试液体的粘度与密度。
二、实验原理粘度的测定：测定粘度的方法主要有毛细管法、转筒法和落球法。
在测定高聚物分子的特性粘度时，以毛细管流出法的粘度计最为方便。
若液体在毛细管粘度计中，因重力作用流出时，可通过泊肃叶(poiseuille)公式计算粘度：ηπhgr4tv??mρ8lv8πlt式中，η为液体的粘度;ρ为液体的密度;l为毛细管的长度;r为毛细管的半径;t为流入的时间;h为穿过毛细管液体的平均值液柱高度;v为流经毛细管的液体体积;m为毛细管末端校正的参数(通常在r/l<<1时，可以挑m=1)。
对于某一只指定的粘度计而言，上式可以写成下式：式中，b<1，当流入的时间t在2min左右(大于100s)，该项(亦称动能校正项)可以忽略。
又因通常测量就是在叶唇柱溶液中展开(c<1×10-2gcm-3)，所以溶液的密度和溶剂的密度对数成正比，因此可以将ηr译成:密度的测定：单位体积内所含物质的质量,称为物质的密度,当用不同单位来表示密度时,可以有不同的数值,若用gcm－3为单位密度在数值上等于4oc水相比所得的比重。
密度与比重的概念虽相同,但在上述条件下,两者却创建数值上成正比的关系利用比重瓶回去展开液体密度的测量。
由公式ρ=ρ水(g3―g1)/(g2―g1)计算其中ρ―待测液体的密度t1ρt水―指定温度时水的密度g1―比重瓶的重量g2―比重瓶的重量与装入水的重量之和g3―比重瓶的重量与装入乙醇的重量之和三、实验内容和建议实验内容：装配控温装置并控温在指定温度，测定待测液体粘度、密度。
物化实验讲义
实验一 4.2 冰点降低法测定相对分子质量4.2.1 内容提要本实验借助贝克曼温度计，采用冷却法来测纯溶剂的凝固点T 0和溶液的凝固点T ，求其差值△T ，从而计算出稀溶液中溶质的相对分子质量。
4.2.2 目的要求(1)利用凝固点降低法测定稀溶液中苯甲酸、萘的相对分子质量。
(2)训练贝克曼温度汁的使用。
4.2.3 实验关键(1)贝克曼温度计是比较贵重的精密玻璃仪器，容易碰破，要十分小心调节，使用时一定要按附录“温度测量仪器”中介绍的方法进行。
(2)要经常注意冰浴的温度，保持有足量的冰。
(3)冷冻管应清洁干燥。
加萘和加苯甲酸时，应不使其粘在冷冻管壁上，若粘了少许，要小心将管倾斜，让苯液浸F ，但不能让苯液倾出。
(4)测凝固点操作应尽可能快些，否则系统吸水，凝固点下降，影响数据的重复性。
4.2.4 预备知识(1)稀溶液的依数性。
稀溶液中溶剂的蒸气压下降、凝固点降低(析出固态纯溶剂)，沸点升高(溶质不挥发)和渗透压的数值，仅与一定量溶液中溶质的质点数有关而与溶质的本性无关，故称这些性质为稀溶液的依数性。
(2)液态溶液的凝固点不仅与外压有关，还与液态溶液的组成以及析出固态物质的组成有关。
4.2.5 实验原理固体物质和它的液体成平衡的温度称为凝固点。
加一溶质于纯溶剂中，其溶液的凝固点必然较纯溶剂的凝固点低，其降低的数值与溶液中溶质的质量摩尔浓度成正比。
对于在溶液中不离解、不缔合的溶质的稀溶液有如下关系式：B 0f r A1000m T T T K M m ∆=-= 或 B r f A1000m M K Tm =∙∆式中：T o 为纯溶剂的凝固点(K)；T 为溶液的凝固点(K)；△T 为凝固(冰)点下降值(K)；m B 为溶质的质量(g)；m A 为溶剂的质量(g)；K f 为冰点下降常数，其数值仅与溶剂本性有关，一些溶剂的K f 值见表4.1。
表4.1 几种溶剂的K f 值式(4.4)中K f 为常数(由表4.1中查得)，m B 由分析天平准确称量，m A 可用移液管量取体积，查液体的密度再计算求得，显然球M ，的关键是△T 。
物化实验一萘的燃烧热
奈的燃烧热测定一、实验目的及要求1．通过测定萘的燃烧热，掌握有关热化学实验的一般知识和技术。
2．掌握氧弹式量热计的原理、构造及其使用方法。
二、实验原理燃烧热是指lmol物质完全燃烧时的热效应，是热化学中重要的基本数据。
所谓“完全燃烧”，是指有机物质中的碳燃烧生成气体二氧化碳、氢燃烧生成液态水等。
例如：萘的完全燃烧方程式为：C10H8(s) + 12O2(g) = 10CO2(g) + 4H2O(l)测定燃烧热的氧弹式量热计是重要的热化学仪器，在热化学、生物化学以及某些工业部门中广泛应用。
燃烧热可在恒容或恒压情况下测定。
由热力学第一定律可知，在不做非膨胀功情况下，恒容反应热Q v=△U，恒压反应热Q p=△H。
在氧弹式量热计中所测燃烧热为Q v，而一般热化学计算用的值为Q p，若把参加反应的气体和反应生成的气体都作为理想气体处理，则它们之间存在以下关系：△H=△U+△(PV) （1）Q p=Q v＋（△n）R T（2）式中，△n为反应前后生成物与反应物中气体的摩尔数之差；R为摩尔气体常数；T为反应温度（K）。
为了使被测物质能迅速而完全的燃烧，就需要有强有力的氧化剂。
在实验中经常使用压力为1.5～2MPa的氧气作为氧化剂。
在盛有定量水的容器中，放入内装有一定量样品和氧气的密闭氧弹，然后使样品完全燃烧，放出的热量通过氧弹传给水及仪器，引起温度升高。
氧弹量热计的基本原理是能量守恒定律。
测量介质在燃烧前后温度的变化值，则可得到该样品的恒容摩尔燃烧热：Q v=W·（T终-T始）/m（3）式中，m为样品的质量；W为样品燃烧放热使水及仪器每升高1℃所需的热量，称为水当量。
一般来说，对不同样品，只要每次的水量相同，水当量就是定值。
在实际测量中，燃烧丝的燃烧放热等因素都要考虑。
三、仪器试剂1．仪器与耗材量热用仪器：氧弹式量热计、温度传感器、氧弹、氧弹座架、铜坩埚、放气阀、吸水毛巾充氧用仪器：氧气钢瓶（40L）、氧气减压阀、充氧器压片用仪器：压片机、小毛刷、压片垫块（Ф9×6mm）称量用仪器：电子天平（0.01g）、电子天平（0.0001g）、角匙、镊子、称量纸内筒加水调温用仪器：1000mL容量瓶、1000m L烧杯、洗瓶、10mL量筒、胶头滴管、玻璃棒、2个塑料水桶，温度计（0.1℃）公用设备：温度计（0～50℃，分度0.1℃），卷筒纸、棉线、剪刀数据导出仪器：笔记本电脑、打印机、多功能控制箱2．试剂萘（AR）、高纯氧气（99.995%）、镍铬丝（Φ0.1mm，将其切成长度约90毫米的线段）、冰块或热水四、操作方法与结果热量计的热容量就是与其量热体系具有相同热容量的水的重量(以克计)。
物化实验讲义1
热力学部分实验1 纯液体饱和蒸气压的测定——静态法1．0实验目的及要求1．1明确纯液体饱和蒸气压的定义和气液两相平衡的概念，深入了解纯液体饱和蒸气压和温度的关系——克劳修斯-克拉贝龙方程式。
1．2用等压计测定不同温度下环己烷（或乙醇）的饱和蒸气压。
初步掌握真空实验技术和真空泵、恒温槽等相关仪器的使用。
1．3学会用图解法求所测温度范围内的平均摩尔汽化热及正常沸点。
1. 2 实验原理在一定温度下，与纯液体处于平衡状态时的蒸气压力，称为该温度下的饱和蒸气压。
这里的平衡状态是指动态平衡。
在某一温度下，被测液体处于密闭真空容器中，液体分子从表面逃逸成蒸气，同时蒸气分子因碰撞而凝结成液相，当两者的速率相等时，就达到了动态平衡，此时气相中的蒸气密度不再改变，因而具有一定的饱和蒸气压。
纯液体的蒸气压是随温度变化而改变的，它们之间的关系可用克劳修斯—克拉贝龙（Clausius--Clapeyron ）方程式来表示：2ln RT H dT p d mΔ=（1.1） 式中：p 为液体在温度T 时的饱和蒸气压（Pa ），T 为热力学温度（K ），△H m 为液体摩尔汽化热，R 为气体常数。
在温度变化较小的范围内，则可把△H m 视为常数，当作平均摩尔汽化热，将上式积分得：A RTH p m+−=303.2lg Δ (1.2)式中A 为积分常数，与压力p 的单位有关。
由（1.2）式可知，在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气压，以lg p 对1/T 作图，可得一直线，而由直线的斜率可以求出实验温度范围的液体平均摩尔汽化热△H m 。
当外压为101.325 Kpa 时，液体的蒸气压与外压相等时的温度称为该液体的正常沸点。
从图中也可求得其正常沸点。
测定饱和蒸气压常用的方法有动态法、静态法和饱和气流法等。
本实验采用静态法，即将被测物质放在一个密闭的体系中，在不同温度下直接测量其饱和蒸气压，在不同外压下测量相应的沸点。
此法适用于蒸气压比较大的液体。
物理化学试验讲义
物理化学实验讲义（上册）□实验一、二恒温槽的控制与使用液体粘度的测定□实验三燃烧热的测定□实验十二组分合金体系相图的绘制□实验十二氨基甲酸铵分解压的测定学号班级姓名（注：请同学们在班级栏一定要注明单/双周周几A/B/C班的课）物理化学教研室编物理化学实验须知在以往的物理化学实验中，我们曾发现若干问题，需提醒同学们注意：1．物理化学实验由两人一组合作完成。
尽管两人实验过程中要分工，整个实验的过程与所有操作方法仍要求每位同学都掌握。
2．实验前的预习要求大家对实验的目的、原理有全面、深入的了解，并能用自己的语言表达出来。
不要照抄实验教科书。
3．每位同学需准备好一本原始数据记录本，实验前必须画好原始数据记录表格。
每次实验时都要记录实验时的室温和大气压，以方便实验结果分析。
原始数据不得用铅笔记录，不得改动。
科学实验必须诚实。
4．实验过程中不要只忙于照搬教科书上的实验步骤，要多问为什么，多设想改进方案。
科学的成功源自好奇与探索。
5．实验完成后应清理好实验台，固体废弃物不要扔入水槽。
要培养自己对环境的与尊重。
整洁与有序能显示一个人的教养与风度。
6．实验报告应独立完成，不得抄袭。
希望同学们通过实验对物理化学的实验与应用方法有较深入的了解，并通过实验培养自己的探索与实践能力，在学习中得到快乐。
实验一、二恒温槽的控制与使用液体粘度的测定班级姓名学号日期同组者一、实验目的二、实验原理：1.恒温槽的原理：2.粘度测定原理：三、实验步骤(1)恒温槽的使用1．注水，安装。
（实验室已做好）2.调节恒温槽的恒定温度。
①（粗调）②（细调）注意！不要否则3.4.恒温槽灵敏度的测定(2)液体粘度的测定1．将恒温槽调节在所需温度2.用移液管取乙醇放在粘度计里，①（注意）②③3.烘干。
4.用同样步骤测水的粘度。
（注意：）5.放回烘箱，为下次同学实验做准备。
四、数据记录与处理1.数据记录：（恒温槽的使用）温度/℃01234567892.数据记录：槽边温度：槽中温度：粘度的测定1.数据记录：室温；大气压；实验温度；实验温度下乙醇的密度；实验温度下水的密度；液体粘度的测定液体名称乙醇水流经毛细管时间观测值1 2 3平均值粘度2.数据处理五讨论及思考（附图）实验三燃烧热的测定班级姓名学号日期同组者一、实验目的二、实验原理（附氧弹构造图）三、实验步骤1.仪器装置2.仪器的热容测定步骤①压片：苯甲酸②称样：棉线燃烧丝后用称样③装样：④灌氧：⑤总装配：⑥测温：打开无纸记录仪，按开始键记录水温变化，待水温按照一定的规律（升高或下降）（大概min）后开始点火（开始至点火称反应前期，记5~10min）。
物化实验讲义1-5
本讲义主要作用是预习和参考，请上课时同时携带书本。
建议同学们实验前后自觉上网查找资料，以加深对实验的理解和方便做实验报告，对于查索到的标准数据，务必注明出处。
（陈）实验一恒温槽装配和性能测试一、目的I．了解恒温槽的构造及恒温原理，初步掌握其装配和调试的基本技术。
2．绘制恒温槽的灵敏度曲线温度一时间曲线，学会分析恒温槽的性能。
3．掌握贝克曼温度计的调节及使用方法。
二、基本原理在物理化学实验中所测得的数据，如折射率、粘度、蒸气压、表面张力、电导、化学反应速度常数等都与温度有关，所以许多物理化学实验必须在恒温下进行．通常用恒温槽来控制温度维持恒温．恒温槽所以能维持恒温，主要是依靠恒温控制器来控制恒温槽的热平衡．当恒温槽因对外散热而使水温降低时，恒温控制器就使恒温槽内的加热器工作．待加热到所需的温度时，它又使加热器停止加热，这样就使槽温保持恒定。
恒温槽装置一般如图所示。
恒温槽一般由浴槽、加热器、搅拌器、温度计，感温元件、恒温控制器等部分组成。
1．浴槽：通常采用玻璃槽以利于观察，其容量和形状视需要而定。
物理化学实验一般采用10L圆形玻璃缸。
浴槽内之液体一般采用蒸馏水。
恒温超过100℃时可采用液体石蜡或甘油等。
2．加热器：常用的是电热器。
根据恒温槽的容量、恒温温度以及与环境的温差大小来选择电热器的功率。
如容量20L、恒温25℃的大型恒温槽一般需要功率为250W的加热器。
为了提高恒温的效率和精度，有时可采用两套加热器。
开始时，用功率较大的加热器加热，当温度达恒定时，再用功率较小的加热器来维持恒温。
3．搅拌器：一般采用40W的电动搅拌器，用变速器来调节搅拌速度。
4．温度计：常用1／10℃温度计作为观察温度用。
为了测定恒温槽的灵敏度，可用1／100℃温度计或贝克曼温度计5．感温元件：它是恒温槽的感觉中枢，是提高恒温槽精度的关键所在。
感温元件的种类很多，如接触温度计．热敏电阻感温元件等。
本实验采用热敏电阻作为感温元件。
物理化学实验讲义
物理化学实验讲义绪论一、物理化学实验1的目的、要求和注意事项。
实验目的物化实验是物理化学教学内容的一个重要组成部分，对以后进行专业课实验和培养独立工作能力有很大帮助，学生必须以认真的科学态度，做好每一个实验。
实验的目的如下：（1）掌握物理化学实验的基本实验方法和技术，学习常用仪器的操作；了解现代大中型仪器在物理化学实验中的应用，培养学生的实践能力。
（2）通过实验操作、现象观察和数据处埋，锻炼学生分析问题、解决问题的能力。
（3）加深对物理化学基本原理的理解，给学生提供理论联系实际和理论应用于实践的机会。
（4）培养学生实事求是的科学态度和认真细致的科学作风。
2.实验要求（1）实验预习进入实验室前，必须认真阅读实验内容及相关基础知识和技术资料，明确本实验的实验方法和仪器、实验条件和需要测量的物理量，并在此基础上写一份预览报告，包括实验目的，简要操作步骤、实验注意事项和实验数据记录表。
进入实验室后首先要核对仪器与药品，看是否完好，发现问题及时向指导教师提出，然后对照仪器进一步预习，并接受教师的提问、检查，在教师指导下做好实验准备工作。
（2）实验操作经指导教师同意后方可进行实验。
仪器的使用要严格按照操作规程进行，不可盲动；对于实验操作步骤，通过预习应做到心中有数，严禁“抓中药”式的操作（看一下书，动一动手）。
实验过程中要仔细观察实验现象，发现异常现象应仔细查明原因，或请教指导教师帮助分析处理；实验结果必须经教师检查，数据不合格的应重做，直至获得满意结果。
要养成良好的记录习惯，即根据仪器的精度，把原始数据详细、准确、实事求是地记录在预习报告上。
数据记录尽量采用表格形式，做到整洁、清楚，-1-不随意涂改并经指导教师签字。
实验完毕后，应清洗、核对仪器，指导教师同意后，方可离开实验室。
（3）实验报告学生应在规定时间内独立完成实验报告，及时送指导教师批阅。
实验报告的内容包括实验目的、简明原理、实验仪器装置图、简单操作步骤、原始数据、数据处理、结果讨论和思考题。
1-物化实验(饱和蒸汽压、电离平衡常数、蔗糖水解)---1
2.了解该反应的反应物浓度与旋光度之间的
关系；
3.了解旋光仪的基本原理，掌握旋光仪的正
确使用方法。
Ⅱ. 实验原理
蔗糖是从甘蔗内提取的一种纯有机化 合物，也是和生活关系最密切的一个天然 碳水化合物。 蔗糖经酸性水解后，产生 一分子D-葡萄糖和一分子D-果糖：
C12 H 22O11 H 2O C6 H12O6 C6 H12O6
x
乙酸的电离平衡常数
[H ][Ac ] xx Ki [HAc] c0 x
在一定温度下利用酸度计测定乙酸溶液的pH值，而溶液的 pH值与乙酸溶液中H+浓度之间存在如下关系：
pH=-lg[H+]
或
[H+]=10-pH
因此，若已知乙酸溶液的初始浓度c0，并且利用酸度计测 定了乙酸溶液的pH值，通过计算可以求出电离平衡常数Ki值。
Ⅶ. 思考题
1 、如果测定乙醇水溶液的蒸气压，本实验的方法是 否适用？
2 、在本实验中，如果空气未被抽净，所测定的蒸气 压与标准值相比，是偏大还偏是小？
实验二
pH法测定乙酸的电离平衡 常数
Ⅶ、思考题 Ⅵ、注意事项 Ⅴ、数据处理
Ⅰ、实验目的 Ⅱ、实验原理 Ⅲ、药品仪器
Ⅳ、实验步骤
Ⅰ. 实验目的
学习了解pH法测定电离常数的原理和方法；
0.4169
2.255 4.043 11.16
1.738
9.355 17.00 46.76
6.213
35.86 60.62 148.8
1.214
17.455
75.97
注：蔗糖溶液的浓度均为10% 活化能Ea=108kJ/mol
Ⅵ. 注意事项
1.装上溶液后的样品管内不能有气泡产生，样品 管要密封好，不要发生漏液现象； 2.样品管洗涤及装液时要保管好玻璃片和橡皮垫 圈，防止摔碎或丢失； 3.配制蔗糖溶液时要注意使蔗糖固体全部溶解， 并充分混均溶液； 4.测定α∞时，要注意被测样品在50~60℃条件恒 温50min后(但不能超过60℃，否则有副反应发 生) ； 5.必须对旋光仪调零校正，若调不到零，需要进 行数据校正。
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热力学得知，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：
△rGm=-nFE
(11.1)
式中△rGm是电池反应的吉布斯自由能增量；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，测得电池的电动势E后，便可求得△rGm，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
(11.2) 为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
（11.3）
在标准态时，a(Zn2+)= a(Cu2+)=1，则有：
（11.4）
式中 为电池的标准电动势。由(11.1)至(11.4)式可解得：
（11.5） 对于任一电池，其电动势等于两个电极电势之差值，其计算式为：
ZnSO4(0.100moldm-3),CuSO4(0.100 moldm-3)，KCl(0.100 moldm-3),饱和 KCl 溶液，稀
硫酸、稀硝酸。
Ⅲ、实验原理
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，电池反应是电池中所有反应的总和。
电池除可用作电源外，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
1. 甘汞电极使用时应将上面的塞子拔开。 2. 注意甘汞电极的保护和轻放。 3. 实验结束，将电压测定仪正负接线夹短路，关闭电源。
8
2、计算铜电极和锌电极的电极电势。
3、ZnSO4(0.100moldm-3)和 CuSO4(0.100 moldm-3)的平均活度系数γ±都为 0.15，计算活度
a，计算实验温度下铜电极和锌电极的标准电极电势。
4、计算 298K 时铜电极和锌电极的标准电极电势，并计算测量误差。
铜电极 锌电极
电 极 电 势 T K 标 准 电 2 9 8 K 标 准 298K 标准电 误差
的“盐桥”；m1和m2分别为ZnS04和CuS04的质量摩尔浓度。
当电池放电时：
负极起氧化反应 正极起还原反应 电池总反应为
Zn→Zn2+(aZn2+)+2eCu 2+(aCu 2+)+2e-→Cu Zn+ Cu 2+(aCu 2+)→Zn2+(aZn2+)+Cu
电池反应的吉布斯自由能变化值为：
上述式中
6
3-3、 Hg│Hg2Cl2│KCl(饱和)‖CuS04(0.1000M)│Cu
图11.2 电池装置示意图
Ⅴ、数据记录和数据处理
实测电动势（V）
电池 3-1 电池 3-2 电池 3-3
电动势平均 值（V）
据 P69-70 1、SCE 的电极电势：25℃时 φ＝0.2412V，30℃时φ＝0.2378V，40℃时φ＝0.2307 V。
式中α、β为电池电极的温度系数。对Zn-Cu电池来说： 铜电极(Cu2+／Cu)，α=-0.000016 V·K-1，β=0 锌电极[Zn2+／Zn(Hg)]，α=-0.0001 V·K-1，β=0.000 1 V·K-2
Ⅳ、实验步骤
一、电极制备 1、锌电极 用砂纸轻轻打磨锌电极表面上氧化层，再用稀硫酸浸洗，然后用水洗涤，再用蒸馏水 淋洗后放入玻璃电极管，管内加入 ZnSO4(0.100moldm-3)溶液。 2、铜电极 用砂纸轻轻打磨铜电极表面上氧化层，再用稀硝酸浸洗，然后用水洗涤，再用蒸馏水 淋洗后放入玻璃电极管，管内加入 CuSO4(0.100moldm-3)溶液。 3、电池的组合及其电动势的测量（重复测量 3 次，取平均） 3-1、 Zn│ZnS04(0.1000M)‖CuS04(0.100M)│Cu 3-2、 Zn│ZnS04(0.1000M)‖KCl(饱和)│Hg2Cl2│Hg
E=φ+(右，还原电势)- φ-(左，还原电势)
（11.6）
4
对锌-铜电池而言，
（11.7）
式中
（11.8） 是当a(Zn2+)= a(Cu2+)=1时，铜电极和锌电极的标准电极电势。
对于单个离子，其活度是无法测定的，但强电解质的活度与物质的平均质量摩尔浓度
和平均活度系数之间有以下关系： ，
（11.9）
（11.10）
是离子的平均离子活度系数。其数值大小与物质浓度、离子的种类、实验温度等因素有
关。 数值可参见相关物理化学手册。
在电化学中，电极电势的绝对值至今无法测定，在实际测量中是以某一电极的电极电
势作为零标准，然后将其他的电极(被研究电极)与它组成电池，测量其间的电动势，则该
电动势即为该被测电极的电动势。被测电极在电池中的正、负极性，可由它与零标准电极
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
3
度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接界电势。
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
两者的还原电势比较而确定。通常将氢电极在氢气压力为101325Pa，溶液中氢离子活度为
1时的电极电势规定为零伏，称为标准氢电极，然后与其他被测电极进行比较。
由于使用标准氢电极不方便，在实际测定时往往采用第二级的标准电极。甘汞电极
(SCE)是其中最常用的一种。这些电极与标准氢电极比较而得到的电势已精确测出，参见
相关物理化学手册。
以上所讨论的电池是在电池总反应中发生了化学变化，因而被称为化学电池。还有一
类电池叫做浓差电池，这种电池在净作用过程中，仅仅是一种物质从高浓度(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04 (0.01mol／L)‖CuS04(0.01mol／L)l∣Cu 就是浓差电池的一 种。
实验一 原电池电动势的测定
Ⅰ、目的要求
1、测定 Cu—Zn 电池的电动势和 Cu、Zn 电极的电极电位。
2、了解可逆电池，可逆电极，盐桥等概念。
3、学会一些电极的制备和处理方法。
Ⅱ、仪器与试剂
NDM-1 精密数字直流电压测定仪 ，标准电池(惠斯登电池) ，铜棒电极，锌棒电极，
玻璃电极管 2 个，饱和甘汞电极，氯化亚汞，洗耳球，小烧杯，细砂纸
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，
就可计算得到由它们组成的电池电动势。由(11.1)式可推导出电池电动势以及电极电势的
表达式。下面以锌-铜电池为例进行分析。
电池表示式为： Zn∣ZnS04(m1)‖CuS04(m2)l∣Cu
符号“∣”代表固相(Zn或Cu)和液相(ZnS04或ZnS04)两相界面；“‖”代表连通两个液相
(V)
极电势(V) 电 极 电 势 极 电 势 ( V )
(V)
文献值
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Ⅵ、思考问题
1、电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?如何保护及正确使用? 2、参比电极应具备什么条件?它有什么功用? 3、若电池的极性接反了有什么后果? 4、盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?
ⅥI 注意事项：