实验报告
课程名称：大学化学实验p实验类型： 中级化学实验 实验项目名称： 原电池电动势的测定
同组学生姓名：无 指导老师 冷文华
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、实验材料与试剂（必填） 四、实验器材与仪器（必填） 五、操作方法和实验步骤（必填） 六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填） 八、讨论、心得
一、实验目的和要求
用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析 二、实验原理：
补偿法测电源电动势的原理：
必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。 为此，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，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E。
如图所示，电位差计就是根据补偿法原理设计的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。
① 工作电流电路：首先调节可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势降。
② 标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。借助调节Rp使得IG=0来实现Es=UCA。 ③ 测量回路：SW扳回Ex，调节电势测量旋钮，直到IG=0。读出Ex。
UJ-25高电势直流电位差计：
1、 转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接通EN，指在X1，即接通未知电池EX。 2、 电计按钮：原理图中的K。
3、 工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻RP。
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4、 电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10，×10，×10，×10，×10，×10，被测电动势由此
示出。
三、仪器与试剂：
仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银—氯化银电极一支，100mL容量瓶5个，50mL滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。
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试剂：0.200mol·LKCl溶液
四、实验步骤： 1、 配制溶液。
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将0.200 mol·L的KCl溶液分别稀释成0.0100 mol·L，0.0300 mol·L，0.0500 mol·L，0.0700
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mol·L，0.0900 mol·L各100mL。
2、 根据补偿法原理连接电路，恒温槽恒温至25℃。
3、 将转换开关拨至N处，调节工作电流调节旋钮粗。中、细，依次按下电计旋钮粗、细，直至检流计
示数为零。
4、 连好待测电池，Hg |Hg2Cl2，KCl（饱和）‖KCl（c）|AgCl |Ag
5、 将转换开关拨至X1位置，从大到小旋转测量旋钮，按下电计按钮，直至检流计示数为零为止，6个
小窗口的读数即为待测电极的电动势。
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6、 改变电极中c依次为0.0100 mol·L，0.0300 mol·L，0.0500 mol·L，0.0700 mol·L，0.0900
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mol·L，测各不同浓度下的电极电势Ex。
五、实验数据记录和处理
室温15.3℃；大气压102.63KPa;EN=1.018791233V
饱和甘汞电极的电极电势与温度的关系为
E/V=0.2415-7.6*10ˉ?（t/℃-25）=0.2341V
0.01000.03000.05000.0700浓度/mol·Lˉ1 电动势/V E(Clˉ|AgCl) lg?Clˉ
0.09730.3314 -2.0000
0.07690.3110 -1.5229
0.06580.29999 -1.3010
0.05930.2934 -1.1549
0.09000.05320.2873 -1.0458
由外推法可知：?(Clˉ|AgCl)=0.24V 查得文献值E(Cl|AgCl)=0.2221V
相对偏差Er=((0.24-0.2221)/0.2221)×100％=8％
六、实验结果与分析
R2=0.9984，可见本次实验线性拟合较好。
误差分析：补偿法必须使回路中电流为零，但是电流为零是理想条件，实际过程中难免会有电流通过（调节过程中），所以原电池或多或少会有极化现象，因此存在误差。
所以我们测电压时要动作迅速，时间久了误差会变大。检流计只需要基本不偏转即可。
Θ
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篇二：物理化学实验报告电动势的测定与应用
实验十七：电动势的测定与应用
班级：13级化学二班 学号：20135051209姓名：郑润田
一：实验目的
1. 掌握对消法测定电池电动势的的原理及电位差计的使用
2. 学会银电极、银—氯化银电极的自制备和盐桥的制备
3. 了解可逆电池电动势的应用
二：实验原理
原电池是由两个“半电池”组成，每一个半电池中有一个电极和相应的溶液组成。由不同的半电池可以组成各式各样的原电池。电池反应中，正极起还原作用，负极起氧化作用，而电池反应是电池中两个电极反应的总和，其电动势为组成该电池的两个半电池的电极电位代数和。若知道一个半电池的电极电位，即可求得其他半电池的电极电位。但迄今还不能从实验上测得单个半电池的电极电位。在电化学中，电极电位是以某一电极为标准而求出其他电极的相对值，现在国际上采用的标准电极是标准氢电极，记在ΑH+=1，PH2=1atm时被氢吸附的铂电极。由于氢电极使用比较麻烦，因此通常把具有稳定电位的电极，如甘汞电极，银—氯化银电极等作为第二参比电极。
通过对电池电动势的测定，可以求出某些反应的ΔH,ΔS,ΔG等热力学函数，电解质的平均活动系数，难溶盐的溶度积和溶液的pH等数值。但用电动势的方法求如上的数据，必须是设计成一个可逆的电池，而该电池反应就是所求的反应。
例如用电动势求AgCl的Ksp，需要设计如下的电池。
Hg-Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (0.100 mol/L) | Ag
根据电极电位的能斯特公式，银电极的电极电位：
-负极反应：Hg + Cl-（饱和）? 1/2Hg2Cl2 + e
正极反应：Ag+ + e- ? Ag
总反应：Hg + Cl-（饱和）+ Ag+ ?1/2Hg2Cl2 + Ag
根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：
φAg/Ag+=φθAg/Ag+ + 0.05916V lgɑAg+
其中 φθ
Ag/Ag+=0.799 - 0.00097（t-25）
又例如通过电动势的测定，求溶液的pH，可设计如下电池：
Hg -Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | 饱和有醌氢醌的未知pH溶液 |Pt
醌氢醌是一种暗褐晶体，在水中溶解度很小，在水溶液中依下式部分溶解。
C6H4O2·C6H4(OH)2（醌氢醌）==C6H4O2(醌)+C6H4(OH)2(氢醌)
在酸性溶液中，对苯二酚解离度极小，因此醌与对苯二酚的活度可以认为相同，即
α醌=α氢醌。
醌氢醌电极的制备很简单，只需待测pH值溶液以醌氢醌饱和，浸入惰性电极（铂电极）中即可。醌氢醌电极作为还原电极时，电极反应是
C6H4O2（醌）+2H+ +2e- →C6H4(OH）2（氢醌）
其电动势为：φ醌氢醌=φθ醌氢醌 –RT/F·ln 1/αH+=φθ醌氢醌 -2.303RT/F ·pH
通过实验测得电池的电动势，就可以计算出溶液的pH值。
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。采用对消法（又叫补偿法）可在无电流（或
极小电流）通过电池的情况下准确测定电池
的电动势。
对消法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。
三：仪器与药品
1. 仪器
EM—30数字式电子电位差计 1台银电极 1支 铂电极 1个小烧杯 2个 直流辐射式检流计1台饱和甘共电极1支 导线2条盐桥 4根
2. 药品
agagcl参比电极
HCl（0.100mol/ml） HCl（1mol/ml）
AgNO3（0.100mol/ml） 未知pH溶液
KCl(饱和溶液)醌氢醌
四：实验步骤
本实验测定如下两个电池的电动势
①Hg-Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | AgNO3 (0.100 mol/L) | Ag
②Hg -Hg2Cl2 | KCl( 饱和 ) | | 饱和有醌氢醌的未知pH溶液 |Pt
1.银电极的制备
将铂丝电极放在浓HNO3中浸泡15分钟，取出用蒸馏水冲洗，如表面仍不干净，用细晶相砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净插入盛0.1
mol·dm-3AgNO3溶液的小烧杯中，按图7－1接好线路，调
节可变电阻，使电流在3mA、直流稳压源电压控制在6V镀
20分钟。取出后用0.1 mol·dm-3的HNO3溶液冲洗，用滤纸
吸干，并迅速放入盛有0.1000mAgNO3＋0.1 mHNO3溶液的半
电池管中(如图7－2）
2.制备盐桥：
为了消除液接电位，必须使用盐桥。参见附录的方法，制备KNO3盐桥和KCl
盐桥。分别放入饱和的KNO3溶液和KCl溶液中待用。
3.测量电池的电动势：
测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量。因为电池与伏特计相接后，整个线路便有电流通过，此时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，电动势数据不稳定。所以要准确测定电池的电动势，只有在电流无限小的情况下进行，所采用的对消法就是根据这个要求设计的。
图7-3为对消法测量电池电动势的原理图。回路是由稳压电源、可变电阻和电位差
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