化学教学实验中心 - 原电池电动势的测定及其应用.ppt

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1、化学系基础实验中心,原电池电动势的测定及其应用,Electromotive Force of Galvanic Cell,实验目的,测定Zn-Cu电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势 学会一些电极的制备和处理方法 掌握电位差计的测量原理和正确使用方法 分析测量结果和理论值的差异，并给出可能的误差来源,基本原理,I. 原电池测定时需要达到的几个基本条件,基本原理,II. Zn-Cu电池的工作原理,离子活度系数 P382,仪器 试剂,UJ-25型电位差计 标准电池（1964） 检流计（指零仪） 干电池组（3V） 饱和甘汞电极 电极管（两根） Cu、Zn、Ag、Pt电极 电极架 电镀装置,针筒 连

2、接导线 恒电流仪 镀铜溶液 饱和硝酸亚汞（汞） 硫酸锌水溶液(0.1 molL-1) 硫酸铜水溶液(0.1, 0.01 mol L-1) 饱和KCl溶液 0.1 mol L-1 HCl,实验,I. 电极制备 A. Ag/AgCl电极 *Ag/AgCl制备完成之后需要在含饱和AgCl和一定浓度的KCl溶液中老化1-2天。因此这里制备的主要目的是了解操作过程，并和饱和甘汞为参比时的精度做比较。 *阳极氧化电流为-0.6 -0.8 mA (恒电流氧化),注意：饱和AgCl的添加,10-15 min,-5.0 mA, 10 s,Ag/AgCl电极不同条件下的形貌,Ag/AgCl电极在大电流阳极氧化时的

3、SEM照片 （Left）低倍形貌（Right）5000倍,-0.70 mA, 10 min,Ag/AgCl电极不同条件下的形貌,Ag/AgCl电极在小电流阳极氧化时的SEM照片 （Left）低倍形貌（Right）5000倍,实验,I. 电极制备 B. Zn电极 Zn电极制备的过程中本来需要汞齐化，而由于并非首次使用，已经经过多次汞齐化，所以汞齐化步骤可以忽略。 实验装置里的夹子换成了玻璃珠,ZnCu电池构建示意图,实验,I. 电极制备 C. Cu电极 Cu电极制备的过程中为恒电流电镀：-10. 0 mA，时间1h 以上（一般为3 h）。 实验装置里的夹子换成了玻璃珠,实验,II. 电池的测量

4、A. 电池组合,实验,II. 电池的测量 B. 电动势测定检流计,注意：检流计里悬挂镜子的张丝很细，对张丝的保护是本实验的要点之一,实验,II. 电池的测量 B. 电动势测定电位差计,电路中的电流限定在0.0001A!,II. 电池的测量 B. 电动势测定标准电池（P269）,实验,饱和式标准电池结构示意图,实验,II. 电池的测量 B. 电动势测定连接和测量 *注意正负极 *注意标准电池预设补偿旋钮后两位的设定(校正公式P198) *先使标准电池一路为零，然后再测未知电池 *注意未知电池的预设值(计算),注意：粗检测时光标在一小格范围内，才能用细检测按钮！,数据处理,计算饱和甘汞在实验温度下的电极电势 根据与饱和甘汞组成电池的测量值，分别计算Cu和Zn的 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,思考题,Ag/AgCl电极制备过程中，在阳极氧化之后为什么表面会有紫褐色的氧化层？ 新鲜制备的Cu电极表面是什么颜色？ Ag/AgCl电极的电极管中有饱和AgCl的原因？ Ag/AgCl电极为什么必需放在电极管里，而不能直接放在盐桥里测试？ 标准电池本身不能倒置？ 浓差电池的电动势测量过程中，会有不断下降的现象，其原因可能是什么？ 检流计光点总向一个方向偏转，可能原因是什么？,