实验七十九-原电池电动势的测定及其应用
电池电动势的测定及应用实验报告
电池电动势的测定及应用实验报告电池电动势的测定及应用实验报告引言电池是我们日常生活中不可或缺的能源供应装置，它的电动势是衡量电池性能的重要指标。
本实验旨在通过测定电池的电动势，了解电池的工作原理，并探索电池在实际应用中的一些可能性。
实验方法1. 实验仪器与材料本实验使用的仪器有：直流电压表、电流表、可变电阻箱、导线等。
材料包括：干电池、铜片、锌片等。
2. 实验步骤（1）将干电池的正极与铜片连接，负极与锌片连接，形成一个闭合电路。
（2）将直流电压表的正极与铜片连接，负极与锌片连接，测量电池的电动势。
（3）通过调节可变电阻箱的电阻，改变电路中的电流强度，记录电压和电流的变化。
（4）根据测得的数据，绘制电压与电流的关系曲线。
实验结果通过实验，我们得到了以下数据：电流（A） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5电压（V） 1.5 1.3 1.1 0.9 0.7根据实验数据，我们可以绘制出电压与电流的关系曲线。
从图中可以看出，电压随着电流的增大而逐渐降低，呈现出线性的负相关关系。
讨论与分析1. 电池的内阻根据欧姆定律，我们可以通过实验数据计算出电池的内阻。
内阻的大小会影响电池的电动势稳定性和输出能力。
通过实验计算，我们得到电池的内阻为0.8欧姆。
2. 电池的工作原理电池是通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
在干电池中，锌片发生氧化反应，释放出电子，形成负极；铜片则接受电子，发生还原反应，形成正极。
这种化学反应产生的电子流动就是电池的电流。
3. 电池的应用电池作为一种便携式能源装置，广泛应用于日常生活和工业领域。
它可以为各种电子设备提供电力，如手机、手提电脑、闹钟等。
此外，电池还可以用于储能系统，如太阳能电池板储存太阳能，以备不时之需。
结论通过本次实验，我们成功测定了电池的电动势，并了解了电池的工作原理。
通过分析实验数据，我们得出了电压与电流之间的关系，并计算出了电池的内阻。
电池作为一种重要的能源装置，具有广泛的应用前景。
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应用实验报告
原电池电动势的测定及应用实验报告实验目的1、学会Cu、Zn电极的制备和简单处理方法。
2、测定Cu-Zn原电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势。
3、掌握电位差计(包括数字式电子电位差计)的测量原理和正确使用方法。
实验原理电池电动势E的测定必须是在热力学可逆的条件下进行。
因此在测定时，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是可逆的，并且不存在不可逆的液体接界，同时要求电池在放电或充电过程都必须在平衡态或无限接近平衡态下进行，即要求通过电池的电流无限小。
当一个可逆的化学反应是在无限缓慢的情况下进行时，就可以认为该电池的反应是在接近热力学可逆的条件下进行的。
而一个电池反应的快慢是以通过该电池电流的大小反映的，当通过电池的电流无限小时，则该可逆电池的反应就是在接近热力学可逆的情况下进行的。
为了使可逆电池在接近热力学可逆条件下进行，通常采用根据补偿法或称对消法(在外电路上加一个方向相反而电动势几乎相等的电池)设计的电位差计来测量电池的电动势。
液体接界电势的存在会破坏电池的可逆性，所设计的电池要尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接界电势。
电位差计(示意图如下)，是利用补偿法测量直流电动势(或电压)的精密仪器，其工作原理如图所示:工作电源E，限流电阻R p，滑线电阻R AB构成辅助回路，待测电源E x(或标准电池E n)，检流计G和R AC构成补偿回路。
按图中规定电源极性接入E、E x，双向开关K打向2，调节C点，使流过G中的电流为零。
(称达到平衡。
若E<E x或E、E x极性接反，则无法达到平衡)，则E x=V AC=I R AC 即E x被电位差I R AC所补偿。
I为流过滑线电阻R AB的电流，称辅助回路的工作电流。
若已知I和R AC就可求出E x。
实际的电位差计，滑线电阻由一系列标准电阻串联而成，工作电流总是标定为一固定数值I0，使电位差计总是在统一的I0下达到平衡，从而将待测电动势的数值直接标度在各段电阻上(即标在仪器面板上)，直接读取电压值，这称为电位差计的校准。
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及其应用实验报告
原电池电动势的测定及其应用实验报告The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020原电池电动势的测定及其应用实验报告林传信 高分子101 1017051012一、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、对消法侧电动势的基本原理：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 A C A C E E X S 12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：E=+ϕ—-ϕ=右ϕ—左ϕ 氧化还原ααϕϕθln ZF RT -=-+ 氧化还原ααϕϕθln _ZF RT -=- R=8.314J •11--⋅K mol F=96500C α为参与电极反应的物质的活度。
纯固体物质的活度为1。
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、电池组合：⑴Hg Cl g KCl L mol ZnSO Zn 224H )()1.0(饱和⑵Cu L mol KCl Cl Hg Hg ）（饱和0.1CuSO )(422 ⑶Cu L mol SO Cu L mol ZnSO Zn )1.0()1.0(44⑷Cu L mol CuSO Cu L mol CuSO )1.0()01.0(44四、数据处理实验室温度T=281.15 标准电动势Es=1000.03mV电池电极电动势：五、误差分析在较长的电极电势测量过程中，工作回路中电流发生变化，导致测量误差部分电解质溶液在测量过程中发生电解，浓度变化影响测量的结果。
物化实验原电池电动势的测定及其应用实验报告
原电池电动势的测定及其应用一、目的与要求1、测定Zn—Cu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、掌握电位差计的测量原理和正确使用方法。
二、基本原理原电池由正、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，电池反应是电池反应中所有反应的总和。
电池除作电源外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。
从化学热力学得知，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系：△G= — nFE (6- 1)式中△G是电池反应的吉布斯自由能增加；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，测定电池的电动势E后, 便可求得厶G,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，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减少液接界电势。
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势。
原电池电动势主要是两个电极电势的代数和，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( 6—1) 式可推导出电池电动势的表达式。
下面以锌—铜为例进行分析。
电池表示式为：Zn I ZnSO II CuSO I Cu符号“I”代表固相(Zn或Cu)和液相(Zn SO4或CuSO4两相界面；“II” 代表连通两个液相的“盐桥” 。
当电池放电时：负极起氧化反应Zn f Zn 2+ 2e-正极起还原反应Cu 2+ 2e f Cu-(6 —5)E = T (右•还原电势)一T (左•还原电势)对锌-铜电池而言,0 T(Cu2 /Cu)Rim2F1a(Cu2 ) T(Zn2 /Zn)RT2FIn1a(Zn2 )(6-6)(6-7)(6-8) 式中T(Cu2/Cu)T(Zn2 /Zn)是当a (Cu2) =a (Zn2) =1 时，铜(6-9)(6- 10)电池总反应为Zn + Cu 2- Zn 2+ Cu电池反应的吉布斯自由能变化值为：2G G0RTlna(Zn2) a(Cu)(6-2)a(Cu2) a(Zn)上述式中厶G0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：a(Zn)= a (Cu)= 1 (6-3) 在标准态时，△ G =△ G0= -nFE 0(6-4)式中E0为电池的标准电动势。
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。
实验七十九原电池电动势的测定及其应用
分析数据，得出结论。
02 原电池电动势的测定
实验设备
01
02
03
04
电源
提供稳定的直流电源，用于驱 动原电池。
原电池
由两个电极和电解质溶液组成 ，用于产生电动势。
测量仪表
包括电压表和电流表，用于测 量原电池的电动势和电流。
导线
连接电源、原电池和测量仪表 ，确保电路畅通。
实验操作
准备原电池
根据实验要求选择适当的电极和电解质溶液， 组装原电池。
根据实验数据计算原电池的电动势和内阻，分析 实验结果。
结果分析
比较实验结果与理论值，分析误差产生的原因， 并提出改进措施。
03 原电池电动势的应用
原电池电动势与化学反应的关系
01
电动势是原电池中氧化还原反应的推动力，它反映了化学反应 的能量变化。
02
原电池电动势越大，氧化还原反应的推动力越大，反应速率越
02
原电池电动势的大小与组成原电池的电极材料、电 解质溶液以及反应条件等因素有关。
03
原电池电动势的测定通常采用电位差计或电压表进 行测量。
实验步骤
01
02
03
04
准备实验器材：原电池、 导线、电位差计或电压 表、电极片等。
组装原电池：将电极片 插入电解质溶液中，连 接导线。
开启电位差计或电压表， 记录测量数据。
快。
原电池电动势与参与反应的物质的浓度、温度等因素有关，这
03
些因素的变化会影响电动势的大小。
原电池电动势与电解池的关系
原电池的电动势决定了电解池中电解反应的方向 和程度。
当原电池电动势大于电解池中电解反应的电动势 时，电解反应逆向进行，反之则正向进行。
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。
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。
原电池电动势的测定与应用
华南师范大学实验报告课程名称 物理化学实验 实验项目原电池电动势的测定与应用一、【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) 测定电池（1）的电动势；5) 了解可逆电池电动势测定的应用；6) 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，电池本身有内阻，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迚行，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 | Hg2Cl2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (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 φAg/Ag+ =0.799-0.00097（t-25）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 E=φ+ - φ -；可以算出该电池电动势的理论值。
与测定值比较即可。
3. 注意事项①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、 U形管银电极、 250mL烧杯、 20mL烧杯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和应用
实验1 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)()(ln22+++-==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=)()(ln 222++-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）()()(22K C l 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 H g s Cl H g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 -+=-=+-++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 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【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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4个
（2）试剂
0.1000mol·L-l硫酸锌溶液 0.1000mol·L-l硫酸铜溶液 0.0100mol·L-l硫酸铜溶液 6 mol·L-l硫酸溶液 6 mol·L-l硝酸溶液 饱和硝酸亚汞溶液 镀铜溶液 饱和氯化钾溶液
四、实验步骤
1、电极制备
去油
电 表面氧化层 机械打磨
极 的去除 的 制
酸洗
二、实验原理
电位差计是根据补偿法(或称对消法)测量原理设计的一种 平衡式电压测量仪器。其工作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，这样待测电池中就没有电流通
过，外加电势差的大小就等于待测电池的电动势。如图1所示。
Ew——工作电源； En——标准电池； EX——待测电池； r ——调节电阻； RX——待测电池电 动势补偿电阻；
r Sm
zF
E T
p
QR
zFT
E T
p
rHmzEFzFTT Ep
rGm zEF rGm RTlnKa
Ka
exp
zE F RT
二、实验原理
2、原电池电动势的测定
电池电动势是通过原电池电流为零(电池反应达平衡)时的
电池电势，用E表示，单位为伏特。由于电动势的存在，当外接
负载时，原电池就可对外输出电功。
能否用伏特计来测量E ？
E X U I内 R I 0 ,U E X
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 接用伏特计来测定。
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。
如图所示，电位差计有工作、标准、测量三条回路。
2）测量未知电池电 动势EW
开关K打向2， 调节测量回路的电
阻RX至检流计无电 流通过，此时I RX与 被测电池电动势对
消。
EX IWRX En IWRn
IW
En Rn
EX
EN
RX RN
二、实验原理
3、电极电势的测定 1）标准氢电极
实验只能测得两个电极构成的电池的电动势E，而无法测 得单个电极的电极电势φ。
P t ∣ H 2 ( p ) ∣ H ( a 1 ) ||C l ( a C l ) ∣ H g 2 C l 2 ( s ) ∣ H g ( l )
E (C l |H g 2 C l2(s)|H g )
a C l (C l |H g 2 C l2(s)|H g )
0.1
0.3337
1.0 饱和
铜电极 HNO3 锌电极 H2SO4
备
方
法
铜电极 电镀
表面修饰 锌电极 汞齐化
电极制备注意事项：
1） 手指不要触摸电极 2） 时间控制: 酸洗时间、汞齐化时间
3） 各实验步骤间注意用自来水及去离子水清洗 4） 注意避免新鲜表面被空气氧化 5） 电镀电流密度及时间的控制 控制原则： 镀层呈粉红色、有金属光泽
ERL
(Ox|Red) (Ox|Red)
Cu2+|Cu
H+|H2
Cu2+|Cu
以标准氢电极作阳极即负极；而将待测电极作阴极即正 极，组成原电池，然后用电位差计测量该电池的电动势，这个 数值和符号就是待测电极的氢标还原电极电势的数值和符号。
3）二级标准电极——甘汞电极
以氢电极为基准电极测电动势时，精确度很高。一般情况 下可达1×10-6V。但氢电极的使用条件要求严格，且制备和纯 化比较复杂，所以在实际应用中常采用有确定电极电势的甘汞 电极作二级标准电极。
P t │ H 2 ( p ) │ H ( a H 1 ) ||C u 2 ( a C u 2 │ )C u ( s )
阳极，氧化（-） 阴极，还原（+）
H(p) 2H(a 1)2e
2
H
C u2(a C u2)2 e C u (s)
电池净反应
H 2 ( p ) C u 2 ( a C u 2 ) C u ( s ) 2 H ( a H 1 )
一、实验目的
（1）掌握电位差计的测量原理和正确使用方法。 （2）学会一些电极的制备和处理方法。 （3）测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电 极电势。
二、实验原理
1、原电池电动势与热力学函数的关系
在恒温恒压可逆条件下 rGm zEF
实验可测的值 E,
E,
E T p
计算 rG m , rG m , rS m , rH m ,Q R ,K a
0.2801 0.2412
优点：电极电势稳定，容易制备，使用方便。电极电势稳定， 受干扰小。且饱和KCl溶）仪器
SDC数字电位差计 1台
饱和甘汞电极 1支
银/氯化银电极 1支
电极管
3支
铜电极
2支
锌电极
1支
电极管
3个
电镀装置
1套
250 mL烧杯
1个
50mL小烧杯
Rn——标准电池电 动势补偿电阻；
K——转换电键； G——检流计
二、实验原理
如图所示，电位差计有工作、标准、测量三条回路。
1）校准工作电流IW
开关K打向1，预
先调好标准回路中
的标准电阻Rn，调 节工作回路的电阻r
至检流计无电流通
过，工作电流IW就
已被确定。
En IWRn
IW
En Rn
二、实验原理
Experimental Chemistry Center of Jishou University
实验七十九 原电池电动势的测定及其应用
实验七十九 原电池电动势的测定及其应用
预习提问
1、什么是原电池的电动势？ 2、能否用伏特计测定原电池的电动势？为什么？ 3、简述电位差计的工作原理，即对消法的测量原理。 4、什么是电极电势？ 5、简述铜电极电势测定的基本原理。 6、铜电极制备时为何要电镀铜？ 7、锌电极制备时为什么要使锌汞齐化？ 8、电动势测定实验中，原电池的电极接反会有什么结果？ 9、电动势测定实验中，Ex、En、Ew中任一不通（断路）会有 什么结果？ 10、盐桥的作用是什么？选择盐桥液应注意什么问题？ 11、制备电极时为什么电极的虹吸管内（包括管口）不能有 气泡？ 12、如何判断所测量的电动势为平衡电势 ？
若选定一个电极作为标准，使其与任意其它电极组成电 池，测其电动势，就可得出各电极的相对电极电势φ 。
规定： Pt|H 2(p)|H (aH 1)
1 2H 2(p) H (aH 1)e
m H 1.0m olkg1
m,H 1.0
am,H 1.0
(H|H2)0
用镀铂黑的金属铂导电
二、实验原理
2）氢标还原电极电势