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-→AgCl

①

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:

③

③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。消除液界面由于浓度差带来的电子转移而产生的液接电位，形成阴阳离子的交换，产生回路。故应选择正负离子迁移数比较接近的盐类且不与电极溶液产生反应。