浙江万里学院生物与环境学院
秸秆
姓名 | | 成绩 | |
班级 | | 学号 | |
同组姓名 | | 实验日期 | |
指导教师签字 | | 批改日期 | 年 月 日 |
| | | |
一、 实验预习（30分）
1． 实验装置预习（10分）＿＿年＿＿月＿＿日
指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩
2． 实验仿真预习（10分）＿＿年＿＿月＿＿日
指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩
3． 预习报告（10武当一阳指分）
指导教师＿＿＿＿＿＿（签字）成绩
（1）实验目的
1．了解电动势的测量原理及方法李克农将军,用数字式电子电位差计测定原电池的电动势； 2．了解可逆电池电动势温度系数及其实验测量方法；
3．了解电动势法测量电解质溶液pH的原理，测定电解质溶液的pH值。
（2） 实验原理
1．可逆电池的电动势
电动势EMF等于其正极的平衡电极电势E+与负极的平衡电极电势E-之差。即EMF = E+- E- 可逆电池电动势是衡量可逆电池对环境做最大非体积功-W＇的能力。即
-ΔGm= - W＇/Δξ= ZF EMF
2．可逆电池电动势的温度系数
可逆电池的电动势EMF与温度的关系可以表示为温度的多项式，即
3．电动势法测量电解质溶液的pH值
测量溶液的pH值应该用对H+可逆的电极，如氢电极、玻璃电极或醌氢醌电极。氢电极由于制备和维护都比较困难而不常用；玻璃电极常用在pH计中。本实验用醌氢醌电极测量HCl水溶液的pH值。醌氢醌电极的优点是构造简单、制备方便、耐用、容易建立平衡。其缺点是只能用在pH＜8的环境中，而且不能有强的氧化剂和强的还原剂存在。空气中的氧溶于溶液中也能把醌氢醌氧化。因此，醌氢醌电极应该在使用时临时配制，用后把溶液倒入废液瓶内。醌氢醌电极和饱和甘汞电极构成电池如下：
Hg|Hg2Cl2（s）|KCl（饱和水溶液）┆┆ H+(a1)|Q-H2Q|Pt
电极反应为: Q + 2H+（a1） + 2e- QH2
取近似 a(Q)≈a(QH2),则在298.15K时上式简化为:
所以
（3） 实验装置与流程：将燃烧热实验的主要设备、仪器和仪表等按编号顺序添入图下面相应位置：
1． 电解池 2．电解池 3． 甘汞电极 4． 盐桥 5． 铂金电极
6． 恒温夹套
（4） 简述实验所需测定参数及其测定方法：
1、配好电解池溶液。将KCl固体溶解在蒸馏水中至饱和，少量醌氢醌溶解在0.0100mol.L-1HCl水溶液中至饱和，然后移入电池内将原电池与超级恒温水浴连接好。
2、将恒温水浴恒定至25℃。按下NDM-1数字直流电压测量仪电源开关；采零：将两条测试线的一端对应插入红、黑插孔，然后将另一端短路连接，按“采零”键，仪表显示为“000.0”
3、断开短路连接，按极性(黑“－”、红“＋”)与被测电池两极连接，仪表即可显示该温度下被测电池的电压值。
4、分别将恒温水浴恒定至30℃，35℃，40℃，45℃，50℃，重复步骤2，3。
（5） 实验操作要点：
1、实验过程中保证醌氢醌溶液、KCl溶液和甘汞电极内溶液的饱和。
2、饱和甘汞电极中不能有汽泡，保持电极中饱和KCl溶液的液位接近通往大气出口处。
3、测量前可根据电化学基本知识初步估算下被测电池的电动势大小，以便在测量时能迅速到平衡点，这样可避免电极极化。
4、要选择最佳实验条件使电极处于平衡状态。
5、为了判断所测量的电动势是否为平衡电势，一般应在15min左右的时间内，等间隔地测量7-8个数据。
6、电池可逆，并在可逆的情况下工作。
二、 实验操作及原始数据表（20分）
Emf 温度℃ | 电动势稳定值mV |
25 | 389.1 |
28 | 386.9 |
31 | 385.4 | 标致3072.0
34 | 383 |
37 | 382.0 |
40电解液 | ndm369.5 |
| |
三、 数据处理结果（30分）
作温度与电动势关系曲线
醌氢醌电极的标准电极电势表示为温度的函数:
E(Q/QH2)/V=0.6995-0.7359×10-3(t/℃-25)
饱和甘汞电极的电极电势也表示为温度的函数:
E饱和甘汞/V = 0.2415-0.76×10-3(t/℃-25)
则由醌氢醌电极和饱和甘汞电极构成电池的电动势可表示为:
EMF=E (Q/QH2)-E饱和甘汞
=[E( Q/QH2)-E饱和甘汞]-0.0592VpH
所以
Emf＝f（t） | Emf= -0.09821t+5.2877t+317.22 |
| =0.19642t+5.2877 |
pH(25℃) | 1.16 |
| |
E(Q/QH2)/V=0.6995-0.7359×10-3（25℃-25) =0.6995V
E饱和甘汞/V = 0.2415-0.76×10-3(25℃-25) =0.2415V
E (Q/QH2)-E饱和甘汞 =0.6995-0.2415=0.458V
EMF=0.3891V
=1.16
四、 思考题（20分）
1. 为什么在测量原电池电动势时，要用对消法进行测量？而不能使用伏特计来测量？
要准确测量电池电动势只有在电流无限小的可逆情况下进行，对消法可达到此目的。
伏特计与待测电池接通后，要使指针偏转，线路上必须有电流通过，这样一来变化方式不可逆，所测量结果为有“极化”现象发生时的外电压。
2. 作为盐桥使用的电解质有什么要求？
在选择“盐桥”液的时候需考虑到，盐桥内的电解质正负离子的迁移 数要相等或尽可能的接近；还要注意其稳定程度，应不易流失或改变状态。本实验选取的是饱和的KCl琼脂液。
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