实验八nbsp;nbsp;nbsp; 电动势的测定.docVIP

实验八??? 电动势的测定 一．实验目的: 1.掌握电位差计的测量原理和测定电池电动势的方法。 2.了解可逆电池、可逆电极、盐桥等概念。 二．实验原理： 电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。负极进行氧化反应，正极进行还原反应。如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。符号“|”表示两相界面，“||”表示盐桥。 例如用电动势法求AgCl的Ksp。则需设计成如下电池： －Ag(固)|AgCl(固)|KCl(0.1mol.L-1)||AgNO3(0.01mol.L-1)|Ag(固)＋ 电池的电极反应为 负极??? Ag＋Cl-(0.1mol.L-1)→AgCl +e????? E左=E0左-RT/F×ln1/aCl- 正极???Ag +(0.01mol.L-1)+e→AgCl ???????E右=E0右-RT/Fln1/aAg+ ????????????????????????????????????????????????????????????????????? 电池反应??Ag +(0.01mol.L-1)+ Cl-(0.1mol.L-1)→AgCl??? E=E0-RT/F*ln1/ aAg+.aCl- 因为?? △G0＝-nE0F=-RTln1/Ksp， ?所以? lgKsp=lg aAg++lg aCl-—EF/2.303RT， 只要测得该电池的电动势，就可通过上式求得AgCl的Ksp。 又如：通过电动势的测定，求未知溶液的pH，可设计如下电池： －Hg(液)|Hg2Cl2(固)|KCl(饱和)|| 饱和醌氢醌的未知pH溶液|Pt+ 正极反应??? C6H4O2+2H++2e→C6H4(0H)2 电极电势：?E右=E0醌氢醌-RT/2Flna氢醌/a醌.a2H+=E0醌氢醌-2.30RT/F*pH 因为????? E=E右-E左＝E0醌氢醌-2.30RT/F*pH-E甘汞 所以?? pH=(E0醌氢醌-E-E甘汞)/(2.303RT/F) 只要测得电动势，就可通过上式求得未知溶液的pH值。 ? 三．电池组成图： ? 四．仪器及试剂 仪器：EM-3C型数字电位差计，甘汞电极，氯化银电极，铂电极，银电极，标准电池，50mL烧杯5个；10mL移液管2支；洗瓶1个。 试剂：饱和KNO3盐桥；0.01mol.L-1AgNO3；0. 1mol.L-1KCl；饱和KCl溶液；氢醌固体粉末；0.2mol.L-1HOAc；0.2mol.L-1NaOAc；未知溶液。 ? 五．实验步骤： 本实验测定下列电池的电动势： (1)-Hg(液)|Hg2Cl2(固)|KCl(饱和)||AgNO3(0.01mol.L-1)|Ag(固)＋ (2)－Ag(固)|AgCl(固)|KCl(0.01mol.L-1)||AgNO3(0.01mol.L-1)|Ag(固)＋ (3)－Hg(液)|Hg2Cl2(固)|KCl(饱和)||H＋(0.1mol.L-1 HOAc＋0.1mol.L-1 NaAcO)Q.QH2|Pt+ (4)－Hg(液)|Hg2Cl2(固)|KCl(饱和)|| 未知样品Q.QH2|Pt+ ? 1.?按室温计算各电池电动势值。（注：预习时算好） 2.?插上数字电位差计的电源插座，打开电源开关预热5分钟。将右侧功能选择开关置于测量档。 3.?测定实验时的室温，计算该温度下的标准电池电动势值，计算公式如下：Et=[1.0186-4.06×10-5(t℃－20)-9.5×10-7(t℃－20)2]V，t—实验温度，℃，。 4.?分别用红（“＋”极）、黑（“－”极）测量线的一端插入数字电位差计的外标线路相对应的“＋”极与“-”极，其另一端与标准电池的“＋”极与“-”极相连接，将数字电位差计“功能选择”开关打到“外标”，依次调节电位器开关“X1000mV、X100mV、X10mV、X1mV、X0.1mV到Et值，旋转X0.01mV电位器，使电动势指示的值与Et完全相符，且平衡指示为0.0000止，若不为零，则按校准开关。 5.?测量：将测量电池的正、负电极分别与数字电位差计的测量线路“＋”极、“－”极连接，将面板右侧的“功能选择”开关拨至“测量”位置 ，依次调节电位器开关“X1000mV、X100mV、X10mV、X1mV、X0.1mV到理论计算值，旋转X0.01mV电位器，使平衡指示为0.0000止，读出电动势指示值，即为所测电池的电动势。 6.?将甘汞电极插入装有饱和KCl溶液的盐桥中；另取一个干净的100ml烧杯用数毫升0.01 mol.L-1AgNO3溶液连同银电极一起淌洗，然后装0.01mol.L-1AgNO3溶液20毫升，插入银电极，用KNO3盐桥与甘汞电极连接构成电池，电池与数字电位差计相连接，注意电极的极性。按步骤“5”进行测量，记下测量