原电池电动势及溶液pH值的测定(更正4)技术分析.ppt

三、实验原理 1、原电池电动势的测量 (1)基础知识 化学电池是由两个“半电池”（即正负电极放在相应的电解质溶液中）组成的。在电池反应过程中，正极上起还原反应，负极上起氧化反应。 相对电极电势是采用标准氢电极作为参照，使待测电极与标准氢电极组合成原电池： 标准氢电极ll待测电池 三、实验原理 1）电压补偿法的原理 关于补偿法见书70页（定义、装置组成、分类）。 电压补偿原理就是利用一个电压或电动势去抵消另一个电压或电动势，其原理可用下图说明。 两个电源E0和EX并联，其中为E0 为可调标准电源电动势， EX为待测电源电动势，中间串联一个直流检流计，构成闭和回路。 三、实验原理 调节E0， 使检流计读数为0，电路中没有电流， E0= EX 。这时电路处于补偿状态。为了测量， 关键在于如何获得可调节的标准电源，并要求 这电源（a）大小应便于调节；（b）电压应该很 稳定，能够迅速读出其准确的数值。 三、实验原理 2）电位差计的测量原理 根据补偿法测量电位差的实验装置称为电位差计，其测量原理如图所示。它是一个测量电压的仪器，产生一个已知电压与被测电压平衡，该已知电压可以由固定电流流过一个可调电阻，也可以由可调电流通过一个固定电阻而获得，或者由它们的组合而获得。 三、实验原理 E 外接工作电源 RP 工作电流调节盘电阻 （或限流电阻） RX 测量盘电阻（或补偿电阻、分压电阻）； RN 温度补偿盘电阻（或调定电阻、标准电阻） G 平衡指示用检流计 K “标准---未知”开关 EN 外接标准电池电动势 EX 被测电动势 三、实验原理 由三部分构成： 工作电流回路：由E、 RP 、 RN 、 RX 等构成，亦 称辅助回路 标准回路：由EN、 RN 、K、G等构成 测量回路：由Ex、 RX 、K、 G等构成，亦称补偿回 路 注意E 与 EN（或Ex ）的连接。 三、实验原理 要测量电动势，必须分两步进行： a. 定标 把开关K倒向标准，调节工作电流调节盘 ， 改变 回路①中的电流I，使检流计G指零得： 由于EN和RN的数值都能很准确地知道，这样工作电流 回路中的电流也就能被精确地校准为所需要的值。 三、实验原理 b.测量Ex 标定结束后，保持工作电流I不变，把开关K倒向 未知，通过调节电阻， 使检流计G指零，又得 三、实验原理 从中可看出电位差计是一种比例仪器，即用已知电动势（ ），来确定未知电动势。 被测电动势的准确度主要取决于由电阻元件组成的比例系数 、标准电池电动势EN的准确度，检流计G的灵敏度和电流的稳定度等因素的影响。还有温度、相对湿度等（影响电阻元件、绝缘层、回路温差电势） 3）直流电位差计分类见书71页。 三、实验原理 三、实验原理 5）直流电位差计配套仪器的选择（见书73页）。 6）数字式电位差计简介 SDC数字电位差综合测试仪是采用对消法测 量原理设计的一种电位测量仪器，它将普通电位 差计、检流计、标准电池及工作电池合为一体， 保持了普通电位差计的的测量结构，并在电路设 计中采用了对称设计，保证了测量的高精确度。 三、实验原理 当测量开关置于内标时,拨动精 密电阻箱通过恒电流电路产生电 位数模转换电路送入CPU，由 CPU显示电位，使电位显示为 1V。这时，精密电阻箱产生的 电压信号与1V电压送至测量电 路，由测量电路测量出误差信 号，经数模转换电路再送入CPU， 由检零显示误差值，由采零按钮 控制并记忆误差，以便测量待 测电动势时进行误差补偿。 三、实验原理 当测量开关置于外标时，由外标标准电池提供标准电压，拨动精密电阻箱和补偿电位器产生电位显示和检零显示，测量电路经标定后即可测量待测电势。 三、实验原理 7）电位差计的优缺点 a.优点 ①准确度高，仅依赖于标准电阻、检流计、标准电池。因为电阻可以做得很准确，检流计灵敏度高，标准电池的电动势准确稳定，故可作为标准仪器来校验电表。 ②测量范围宽广，灵敏度高，可测量小电压或电压的微小变化。 ③测量回路中电流为零，故可测出电动势。 b.缺点 电位差计在测量过程中，其工作条件易发生变化，因此，每次测量都必须经过定标和测量两个步骤。扩大量程要用分压器，缩小量程