1、电池电动势及温度系数的测定一. 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.2. 通过原电池电动势的测定求算电池反应的 rGm, rSm, rHm等热力学函数。3. 熟悉原电池的图式表示法和电极，电池反应的书写。二实验原理1.热力学基础化学能转变为电能的装置称为原电池或电池，可逆电池的电动势可看做正负两个电极的电势之差。根据吉布斯函数的定义，在恒温恒压条件下，当系统发生可逆变化时，系统吉布斯函数变等于过程的可逆非体积功。当反应进度§=1mol 时，吉布斯函数变为：（ rGm） T,P=-ZEFE 为电动势，V;F 为法拉第常数，常取 96500C·mol-1
2、,z 为电极反应式中电子的化学计量数。又根 dG-SdT+Vdp,可以得到： rSm=zF（E/T） P在系列温度下测得电池的电动势值，作 E-T 图，由曲线斜率可求得电池在某一温度下的温度系数。由 rHm= rGm+T rSm2.对消法测定电动势的原理由可逆过程的定义，可逆电池应满足：（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体接界。（3）.电池必须在可逆下工作不能直接用伏特计来测量可逆电池的电动势。对消法是在待测电池 EX上并联一个大小相等，方向相反的外加电势。有 R(AD1)*I=ES完成上述标定后有 R(AD1)*I=EX由上两式得 EX=ES/R(
3、AD1)×R(AD2)由于电阻与电阻线长度成正比，则 EX=ES/AD1*AD24. 本实验测定的电池本实验测定由 AgCl/Ag 和 Ag+/Ag 电对组成的原电池的电动势，可表示为（-）Ag|AgCl(s)|Cl -(0.1mol/L)|Ag+(0.1mol/L)|Ag(+)即 AgCl/Ag 作为阳极，浸入含 cl-的溶液中Ag(s)+Cl-1( cl)AgCl(s)+eAg+/Ag 作为阴极Ag+( Ag)+eAg(s)电池要用两种不同的溶液，要用盐桥，电池电动势的 Nernst 方程式为E=E 标 -RT/Fln1/ Ag cl三仪器和试剂电位差综合测试仪，恒温水浴，原电池
4、装置，AgCl/Ag 电极，Ag 电极，盐桥，0.1mol/lNacl 溶液，0.1mol/lAgNO 3溶液四实验步骤1.组装电池AgCl/Ag 作为阳极，浸入含 cl-的溶液中，Ag +/Ag 作为阴极，电池要用两种不同的溶液，要用盐桥，盐桥易断，将电池放到恒温水浴中2.电位差计采零将电位差计“测量选择”钮打到“内标” ，调节各电位钮，使电位指示为 1V,在按“采零” ，使“检零指示”为 03.原电池电动势的测量待温度稳定后，再测电动势打到“测量”钮，直到检零指示为 0，每个温度下读 3 次，每次间隔 1 到 2分钟，此后每次升温 3 到 5，重复上述 5 到 6 次五数据处理根据不同温度
5、下测得的 E 值，作图，求出斜率求出对应电池反应的 rGm , rSm, rHmt/ T/K 电动势E/V 电动势平均值（V） rGm/(KJ/mol) rSm/(J/(K·mol) rHm/(KJ/mol)0.434410.4347125 2980.434720.43461 -0.001735 -42.865 162.6025 96.680.434710.4311327 3000.430870.43124 -0.001685 -41.66 140.6025 71.090.426010.4260431 3040.425780.42594 -0.001325 -41.21 127.86
6、25 62.010.419380.4189835 3080.418550.41912 -0.001705 -40.08 64.5625 30.930.413630.4134839 3120.413050.41339 -0.0014325 -39.135 38.23625 23.575（ rGm） T,P=-ZEF rHm= rGm+T rSm rSm=zF（ E/ T） P295 300 305 310 315 3200.430.4320.4340.4360.4380.440.4420.4440.4460.4480.45Y 值Y 值六注意事项1.盐桥内不能有气泡存在，不能拿着盐桥将电池放入或取
7、出水浴。2.恒温水浴液面高度要合适3.升温时，不要处在“测量”档七思考题1.答：将电池正极连正极，负极联负极，串联一个保护电阻和一个检流计，调可读电源的输出电压至检流计指针不在偏转。因为要灵敏度高的电流表，而伏特计的灵敏度不高。2.答：要用正负离子迁移数比较接近的盐类，盐桥是代替两种液体的直接接触，使液接电位减至最小，也防止有害离子的扩散影响电极电位。3.答：要求电极反应具有热力学上的可逆性，而且反应无限接近电化学平衡的条件下进行，此外电池中进行的其他可逆过程必须是可逆的。4答：因为有 lnKsp=lnaAg-+lnaclEF/RT,如果知道 aAg+.acl-,则可测得电池电动势E，即可求出 Ksp.
