1、原電池電動勢和溶液原電池電動勢和溶液pHpH的測定的測定實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膎掌握對消法測定電池電動勢及電極電勢掌握對消法測定電池電動勢及電極電勢的原理和方法的原理和方法n熟悉電位差計的工作原理和使用方法熟悉電位差計的工作原理和使用方法n掌握電動勢法測定溶液的掌握電動勢法測定溶液的pH實驗原理實驗原理n電池電動勢的測定電池電動勢的測定 電池電動勢不能直接用伏特表來測定。電池電動勢不能直接用伏特表來測定。利用對消法可在電池?zé)o電流（或極小電利用對消法可在電池?zé)o電流（或極小電流）通過時測得其兩極間的電勢差，即流）通過時測得其兩極間的電勢差，即為該電池的平衡電動勢。為該電池的平衡電動勢。電池電動勢電池電動

2、勢 E池池 電化學(xué)中電極電勢的絕對值無法測定，只能電化學(xué)中電極電勢的絕對值無法測定，只能以某電極的電極電勢為標(biāo)準(zhǔn)求出其相對值。以某電極的電極電勢為標(biāo)準(zhǔn)求出其相對值。本實驗采用飽和甘汞電極為參比電極本實驗采用飽和甘汞電極為參比電極電極：電極：Hg Hg2Cl2(s), KCl(4.6 molL-1)n電極電勢的測定電極電勢的測定實驗原理實驗原理電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：Hg2Cl2(s) + 2e = 2Hg(l) + 2Cl-還原電極電勢：還原電極電勢：-22RT(Cl /Hg Cl ,Hg)=-ln(Cl )F將甘汞電極與待測電極組成原電池，由甘將甘汞電極與待測電極組成原電池，由甘汞電極的電極電勢

3、及實驗測定的電池電動汞電極的電極電勢及實驗測定的電池電動勢就可計算出電極電勢。勢就可計算出電極電勢。實驗原理實驗原理利用各種氫離子指示電極利用各種氫離子指示電極與參比電極組成電池，由與參比電極組成電池，由測得的電動勢算出溶液測得的電動勢算出溶液pHn電動勢法測溶液的電動勢法測溶液的pH標(biāo)準(zhǔn)氫電極實驗原理實驗原理n電動勢法測溶液的電動勢法測溶液的pH（1）用氫電極測定溶液）用氫電極測定溶液pH 電極：電極：Pt|H2p(H2)|H+a(H+) 電極反應(yīng)：電極反應(yīng)： H+a(H+) + e 1/2H2(g) 還原電極電勢：還原電極電勢： +22p(H )RT 1(H /H ,Pt) = - ln+

4、2.303pHF2p實驗原理實驗原理將氫電極和飽和甘汞電極構(gòu)成電池將氫電極和飽和甘汞電極構(gòu)成電池Pt|H2p(H2)|H+a(H+)|KCl(飽和飽和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)電池電動勢電池電動勢 E池池 (Cl-/Hg2Cl2,Hg) - (H+/H2,Pt)求求pH值，得值，得-22pF1pH =ECl /Hg Cl ,Hg -lg2.3032p大氣池（）實驗原理實驗原理n電動勢法測溶液的電動勢法測溶液的pH（1）用氫電極測定溶液）用氫電極測定溶液pH（2）由醌氫醌電極測）由醌氫醌電極測pH 將待測將待測pH溶液以醌氫飽和，并以惰性電溶液以醌氫飽和，并以惰性電極（本實驗用光亮極（本

5、實驗用光亮Pt片）插入此溶液組成醌片）插入此溶液組成醌氫醌電極。醌（氫醌電極。醌（Q）與氫醌（）與氫醌（QH2）的物質(zhì)）的物質(zhì)的量之比的量之比11電極反應(yīng)：電極反應(yīng)：C6H4O2 + 2H+ + 2e C6H4(OH)2n電動勢法測溶液的電動勢法測溶液的pH實驗原理實驗原理（2）由醌氫醌電極測）由醌氫醌電極測pH電極電勢：電極電勢：2222+a(QH )RT(Q,QH ) =(Q,QH )-ln2Fa(Q)a (H )把此電池與飽和甘汞電極組成原電池把此電池與飽和甘汞電極組成原電池-222FpH =(Q,QH )- (Cl /Hg Cl ,Hg)-E 2.303RT池n電動勢法測溶液的電動勢法

6、測溶液的pH實驗原理實驗原理實驗步驟實驗步驟n電極及電池準(zhǔn)備電極及電池準(zhǔn)備（1）鋅電極）鋅電極 用稀硫酸浸洗，依次用水、蒸餾水淋洗，用稀硫酸浸洗，依次用水、蒸餾水淋洗，再將其浸入飽和硝酸亞汞溶液中再將其浸入飽和硝酸亞汞溶液中36秒鐘秒鐘,待汞齊化后取出待汞齊化后取出,用濾紙擦干用濾紙擦干,再用蒸餾水再用蒸餾水淋洗淋洗(注意：注意：Hg有毒有毒)。把處理好的鋅電極。把處理好的鋅電極插入清潔的電極管內(nèi)并塞緊。將電極管的插入清潔的電極管內(nèi)并塞緊。將電極管的虹吸管浸入盛有虹吸管浸入盛有0.10molL-1ZnSO4溶液中溶液中實驗步驟實驗步驟n電極及電池準(zhǔn)備電極及電池準(zhǔn)備（2）銅電極）銅電極n將銅電極

7、在稀硝酸內(nèi)浸洗，取出后沖洗干將銅電極在稀硝酸內(nèi)浸洗，取出后沖洗干凈凈，再把它作為陰極，另取一塊純銅片作，再把它作為陰極，另取一塊純銅片作為陽極，在鍍銅溶液內(nèi)進行電鍍。電鍍條為陽極，在鍍銅溶液內(nèi)進行電鍍。電鍍條件是：電流密度件是：電流密度25mAcm-2左右，電鍍時左右，電鍍時間間2030分鐘。分鐘。n電鍍后應(yīng)使銅電極表面有一緊密的鍍層，電鍍后應(yīng)使銅電極表面有一緊密的鍍層，取出銅電極，用蒸餾水淋洗，濾紙擦干后取出銅電極，用蒸餾水淋洗，濾紙擦干后,仿鋅仿鋅電極，電極，吸入吸入0.20molL-1CuSO4溶液溶液,制成銅半電池。制成銅半電池。實驗步驟實驗步驟n電極及電池準(zhǔn)備電極及電池準(zhǔn)備實驗步驟實

8、驗步驟n電極及電池準(zhǔn)備電極及電池準(zhǔn)備電池的組合。將飽和電池的組合。將飽和KCl溶液注入溶液注入50mL小燒杯中，得小燒杯中，得電池電池1：Zn|Zn2+(0.10molL-1)|Cu2+(0.20molL-1)|Cu電池電池2：Zn|Zn2+(0.10molL-1)|KCl(飽和飽和)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)電池電池3： Hg(l)|Hg2Cl2(s)|KCl(飽和飽和)|Cu2+(0.20molL-1)|Cu實驗步驟實驗步驟n電動勢的測定電動勢的測定n根據(jù)電位差計的接線圖，接好電動勢根據(jù)電位差計的接線圖，接好電動勢測量線路測量線路n根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢的溫度校正公式根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢的

9、溫度校正公式算出室溫下標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢，并按算出室溫下標(biāo)準(zhǔn)電池的電動勢，并按此計算對電位差計的工作電流進行標(biāo)此計算對電位差計的工作電流進行標(biāo)定。定。分別測定電池分別測定電池1、2、3的電池電動勢。的電池電動勢。實驗步驟實驗步驟n醌氫醌電極測溶液的醌氫醌電極測溶液的pH（1）取）取1.0molL-1HAc及及1.0molL-1NaAc溶液各溶液各5mL于小燒杯中，混合后加蒸于小燒杯中，混合后加蒸餾水稀釋至餾水稀釋至25mL，作為待測液，作為待測液1（2）取甲液（每升含）取甲液（每升含11.376gNaHPO42H2O）1.0mL，乙液，乙液（每升含（每升含9.078gKH2PO4）19.0mL混

10、合，混合，作為待測液作為待測液2實驗步驟實驗步驟n醌氫醌電極測溶液的醌氫醌電極測溶液的pH（3）取甲液）取甲液14.0mL，乙液，乙液6.0mL混合，混合，作待測液作待測液3（4）取少量的醌氫醌分別加入各待測液）取少量的醌氫醌分別加入各待測液中，用玻棒攪拌均勻，將光亮的鉑電中，用玻棒攪拌均勻，將光亮的鉑電極和飽和甘汞電極插入待測液中，測極和飽和甘汞電極插入待測液中，測定電池的電動勢定電池的電動勢電極管裝液前，需要用少量的電解質(zhì)溶電極管裝液前，需要用少量的電解質(zhì)溶液淋洗，以確保濃度的準(zhǔn)確性，裝液后液淋洗，以確保濃度的準(zhǔn)確性，裝液后要檢查是否漏液和電路是否暢通，特別要檢查是否漏液和電路是否暢通，特

11、別是電極的虹吸管內(nèi)不能有氣泡。是電極的虹吸管內(nèi)不能有氣泡。實驗結(jié)束后，應(yīng)將電極管內(nèi)溶液倒掉，實驗結(jié)束后，應(yīng)將電極管內(nèi)溶液倒掉，以防止對電極腐蝕以防止對電極腐蝕 。注意事項注意事項使用甘汞電極，要防止溶液倒流入甘汞使用甘汞電極，要防止溶液倒流入甘汞電極中。甘汞電極和鹽橋中應(yīng)保留少量電極中。甘汞電極和鹽橋中應(yīng)保留少量氯化鉀晶體，使溶液處于飽和狀態(tài)。氯化鉀晶體，使溶液處于飽和狀態(tài)。標(biāo)準(zhǔn)電池在搬動和使用時，不要使其傾標(biāo)準(zhǔn)電池在搬動和使用時，不要使其傾斜和倒置，要放置平穩(wěn)。接線時正接正、斜和倒置，要放置平穩(wěn)。接線時正接正、負接負，兩極不允許短路。負接負，兩極不允許短路。 注意事項注意事項數(shù)據(jù)記錄和處理數(shù)

12、據(jù)記錄和處理n記錄室溫、大氣壓。列表記錄實驗所測記錄室溫、大氣壓。列表記錄實驗所測各電池電動勢值。各電池電動勢值。n有數(shù)據(jù)計算室溫下有數(shù)據(jù)計算室溫下 (Cl-/Hg2Cl2,Hg)和和 (Q, H2Q)n由由Nernst公式計算電池的電動勢的理論，公式計算電池的電動勢的理論，計算時，物質(zhì)的濃度要用活度代替。活計算時，物質(zhì)的濃度要用活度代替。活度系數(shù)由表中查得度系數(shù)由表中查得 。將理論值與實驗。將理論值與實驗值進行比較，計算實驗相對誤差并進行值進行比較，計算實驗相對誤差并進行誤差分析。誤差分析。數(shù)據(jù)記錄和處理數(shù)據(jù)記錄和處理n由電池由電池2、電池、電池3的的電動勢電動勢及甘汞電極電及甘汞電極電勢，分別計算出勢，分別計算出 (Cu2+/Cu)和和 (Zn2+/Zn)及及 (Cu2+/Cu)和和 (Zn2+/Zn)的實驗值，的實驗值，并與手冊中查的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢進行比較，并與手冊中查的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢進行比較，計算相對誤差并進行誤差分析。計算相對誤差并進行誤差分析。n根據(jù)醌氫醌電極所測各待測溶液所組成根據(jù)醌氫醌電極所測各待測溶液所組成的電池電動勢，計算出各溶液的的電池電動勢，計算出各溶液的pH。思考題思考題為什么不