电极电位的测量.docx

华南师范大学实验报告学生姓名：蓝广源学号：20120010011专业：新能源材料与器件勷勤创新班指导老师：吕东生课程名称：电化学基础实验实验项目：《电极电位的测量》合作组员：黄日权、熊杏萍、梁培彬实验时间：2014-03-26 实验目的：1．理解电极电位的意义及主要影响因素。2．熟悉甘汞参比电极的性能及工作原理。3．知道电化学工作站与计算机的搭配使用方法。二，实验原理：电极和溶液界面双电层的电位称为绝对电极电位，它直接反应了电极过程的热力学和动力学特征，但绝对电极电位是无法测量的。必须使用两只电极，通过测定电动势的方法测量其电极电位，这样测得的电极电位为相对电极电位，或电极电位。而测量电极电位所用的参考对象的电极称为参考电极，如标准氢电极、甘汞电极、银-氯化银电极等，它们都可以测量和计算得到。因此，在测量电极电位时，把参比电极和被测电极组成电池，用高内阻电压表测量该电池的开路电压，则此开路电压就是被测电极相对于这一参比电极的电极电位，由于参比电极电位已知，所以通过电池的开路电压可以计算出被测电极的电位。用公式表示为，该电池的电动势为： E = | φ待测 – φ参比| 在该实验中，采用甘汞电极为研究电极，铁氰化钾/亚铁氰化钾为测量电极。在1mol的KCl支持电解质下，分别用10mM摩尔比1:1和1:2的铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液在常温（27℃）以及45℃下测量，收集数据，可得到相同温度不同浓度的两条开路电位随时间变化曲线、相同浓度不同温度的两条开路电位随时间变化曲线。三，实验器材：CHI电化学工作站；电解池；甘汞电极；玻碳电极；水浴锅；10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)(支持电解质为1M KCl) ；计算机；250ml容量瓶；玻璃棒；滤纸；电子天平；去离子水；胶头滴管；小烧杯；细砂纸；棉花。四，实验步骤：1.用电子天平分别准确称量铁氰化钾0.41g、0.27g，亚铁氰化钾0.53g、0.70g，KCl9.31g；配制好250ml 10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)，备用；2.将玻碳电极轻轻在细砂纸上打磨至光亮，使用去离子水冲洗干净；电化学工作站的两极也用细砂纸稍稍打磨；3.在电解池中加入其2/3体积的10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(1:1)；将玻碳电极和甘汞电极插入电解池中并用棉花固定好，将两电极与电化学工作站连接好，此时测定环境温度为常温；4.点开工作站控制软件，选择“开路电位测量”功能，设置“记录时间”为5min，完成后保存实验结果；5.将电解池放入450C水浴锅中，约5min后待电解池与水浴锅温度一致，再重复一次步骤3和4；6.将电解液换成10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(1:2)后，再重复一次步骤3至5；.7.实验结束后清洗电极和电解池，关好仪器设备。五，实验数据处理及分析：在同一个图中作出相同温度不同浓度的两条开路电位随时间变化曲线；常温（27℃），10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)条件下：45℃，10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液(摩尔比1:1和1:2)条件下：2.在同一图中作出相同浓度不同温度测量的两条开路电位随时间变化曲线；10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液摩尔比1:1，常温（27℃）：45℃条件下：10mM铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液摩尔比1:2，常温（27℃）：45℃条件下：3.应用能斯特方程讨论温度和浓度对开路电位的影响。 (φ?[Fe(CN)6]3? /[Fe(CN)6]4? = 0.36V)根据能斯特方程：如图1）、2）在相同温度时，因为铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液=1:1（摩尔比），此时设为1；而当铁氰化钾/亚铁氰化钾溶液=1:2，需要加上一个负值，此时为2，12。所以两种恒定温度下，1:1比例的曲线均高于1：2曲线。如图3）、4）在相同浓度时，由于活度比是负值，所以T越小，减去的值越小。所以两种恒定浓度下，27℃的曲线均高于45℃曲线。六，讨论与思考：实验过程，玻碳电极可能吸附有上次实验的杂质等，需用砂纸进行打磨。影响电极电位的内因是物质本身的活性，也就是得失电子的能力n；外因是温度，浓度，PH。