原电池电动势及溶液pH值的测定讲解.ppt

原电池电动势 及溶液pH值的测定 原电池电动势及溶液pH值的测定 一、目的要求： 1、测定铜——锌原电池的电动势。 2、用电动势法测定溶液的pH值。 3、掌握电位差计测量电池电动势的原理及使用 方法。  二、实验原理---对消法 电池由两个电极组成。在电池反应中，进行氧化反应的是负极，进 行还原反应的是正极,以铜---锌电池为例，它可以表示为： Zn IZnSO4(a1)lI CuSO4(a2)lCu 负极反应为：Zn→Zn2++2e 正极反应为：Cn2++2e → Cu 总电池反应：Zn+Cu2+ → Cu+Zn2+ 其电动势的大小与电极性质及溶液中相关离子的活度的关系可由能 斯特公式求得： 二、实验原理---对消法 原电池的电动势是在原电池的各相间没有带电 粒子的转移时各相间电势差的总和， 也就是原 电池的开路电压。所谓“开路”，实际上就是在测 定时没有电流通过原电池。作为一种近似处理, 完全消除了液接的电池可以按可逆电池对待。 因此,电动势的测定必须在可逆条件下进行,否则所得电 动势没有热力学意义。可逆必须满足： 1）电极反应可向正反两个方向进行； 2）不论是充电还是放电，所通过的电流必须十分微小， 电池在接近平衡态下工作。可逆电池电动势与参与平衡的 电极反应的各溶液活度之间的关系完全由该反应的能斯特 方程决定。 二、实验原理---对消法 二、实验原理---对消法 可使用电位差计测量原电池的电动势，电位差计的原理为对消法。电路基本原理图如下： 组成: 工作电流回路 校准工作电流回路 测定回路 二、实验原理---对消法 由此可知，用补偿法测量电池电动势的特点： 在完全补偿(G在零位)时，工作回路与被测回路之间并无电流通过，不需要测出工作回路中的电流I的数值，只要测得Rc与Rn的比值即可。由于这两个补偿电阻的精度很高，且En也经过精确测定，所以只要用高灵敏度检流计示零，就能准确测出被测电池的电动势。 二、实验原理---对消法 二、实验原理---对消法 二、实验原理---对消法 直流电位差计使用注意事项及高阻抗电位差计见 书267页。 高阻抗电位差计是一种测定电动势的新技术，是 发展的必然趋势。 二、实验原理---对消法 SDC-IIB数字电位差综合测试仪用一体化设计,将UJ系列电位差计、光电检流计、标准电池等集为一体，体积小，重量轻、便于携带。用数字显示。 测量范围0~±5V，测量分辨率10μV。 二、实验原理---对消法（书256页） 二、实验原理---电动势法测pH 电动势法可以用来测定溶液的pH值，其原理是将一个与氢离子活度有关的指示电极与另一参比电极放在被测溶液中构成电池，然后测定该电池的电动势E。由于参比电极电势恒定，该电池的电动势的数值就只与被测溶液中的氢离子活度aH+有关，于是可根据E的数值求算出溶液pH值，常用的氢离子指示电极有：玻璃电极，氢电极及醌氢醌电极，本实验用醌氢醌电极为指示电极。甘汞电极为参比电极。 二、实验原理---电动势法测pH 醌氢醌(为等摩尔的醌和氢醌的结晶化合物)电极的电极反应为： 其电极电势为:  二、实验原理---电动势法测pH 若用饱和甘汞电极作参比电极，当溶液的pH7.7时，醌氢醌为还原电极 (正极)，则所组成的电池的电动势为： (当溶液的pH 7.7时，醌氢醌电极为氧化电极(负极)，此时，溶液pH的 公式请读者自行推导)。 由于pH8.5时,氢醌会发生电离, 碱性溶液中容 易氧化,故不能用于pH8.5的溶液,也不能在含硼酸盐的溶液中 (生成配 合物)和含强氧化剂的溶液中使用。  二、实验原理---电动势法测pH 式中醌氢醌电极的标准电极电势 ，饱和甘汞电极的电势 的值 均与温度有关，它们与温度的关系为： 因此，若测定了电池的电动势，根据 便可求得溶液的pH值。  三、仪器、药品： SDC-IIB数字电位差综合测试仪1台，锌电极1支，铜电极1支；铂电极1支；饱和甘汞电极1只；半电池2个；小烧杯8个，吸球1个，pH计（PB-10）1 台，复合电极1支， 饱和KCl溶液， 0.10MZnSO4溶液， 0.10 MCuS04溶液，1 MHAC溶液；1 MNaAC溶 液。 甲液(每升溶液含11.376克Na2HP04·12H20) 乙液(每升溶液含9.078克