不同浓度硫酸铜溶液电极电势的测定论文.doc

PAGE \* MERGEFORMAT4 不同浓度硫酸铜溶液电极电势的测定 L-- 指导老师 H-- （ZQU 化学化工学院） 摘要：电极电势的大小与电极种类、电解质浓度、温度等因素有关。本文在实验温度下测得浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L硫酸铜溶液的Cu电极-饱和甘汞电极组成的电池电动势，探究硫酸铜浓度对电池电极电势的影响。 关键词：电极电势，电动势，硫酸铜，对消法，电位差计 前言 电动势的测量方法，在物理化学研究工作中具有重要的实际意义，通过电池电动势的测量可以获得还原体系的许多热力学数据。如平衡常数，电解质活度及活度系数，离解常数，溶解度，络合常数，酸碱度以及某些热力学函数改变量等[1]《物理化学实验讲义》,肇庆学院化学化工学院物理化学教研组编. 。在教学、科研中广泛使用的测量仪器是电位差计，它是按照对消法测量原理而设计的一种平衡式电学测量装置，能直接给出待测电池的电动势值(以伏特表示) 。电极电势测定的大小与电极种类、溶液浓度、温度有关。本文在实验温度下测得不同浓度硫酸铜溶液的Cu电极-饱和甘汞电极组成的原电池电动势，探究硫酸铜浓度对原电池电极电势的影响。 1 实验部分 1.1 试剂与仪器 仪器 UJ-25型电位差计，电度装置一套，标准电池，直流复射式检流计，甲电池，镀铜溶液，饱和甘汞电极，电极管，铜电极，电极架 试剂 硫酸铜（分析纯），氯化钾（分析纯） 1.2实验步骤 1.2.1 Cu电极制备 将铜电极在约6mol?dm-3的硝酸溶液内浸洗，然后取出用水冲洗，再蒸馏水淋洗。将铜电极置于电镀烧杯中作阴极，进行电镀。电镀半小时再取出。 1.2.2 配制不同浓度的CuSO4溶液 将0.5mol/L的CuSO4溶液分别配制成0.4mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L、0.1mol/L共计五个不同浓度的溶液作为铜电极的电极溶液。将饱和KCI溶液注入50ml的小烧杯中作为盐桥,再将上面制备的不同浓度的铜电极和饱和甘汞电极置于小烧杯内,即成Cu-甘汞电池, Hg|Hg2Cl2|KCl(饱和)‖CuSO4(xmol.L-1)|Cu 1.2.3 电动势的测定 按照电位差计电路图，接好电动势测量路线。 根据标准电池的温度系数，计算实验温度下的标准电动势。以此对电位差计进行标定。分别测定以上五个电池的电动势。 2.结果与讨论 在室温下（31℃），测定不同浓度硫酸铜溶液的Cu电极-饱和甘汞电极组成的电池电动势，并求其平均值。原电池的电动势与硫酸铜溶液浓度大小成正比关系。见下表。 表1 不同浓度硫酸铜溶液的电池电动势 C(CuSO4)/mol·L-1原电池电动势/V平均电动势/V120.100.0480000.0504180.0492090.200.0560050.0562360.05612050.300.0604330.0591970.0598150.400.0628390.0626920.06276550.500.0652260.0657600.065493 根据有关公式，计算浓度分别为0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L硫酸铜溶液的Cu电极电势、、、及相对误差，见表2，表3。 表2 不同浓度硫酸铜溶液的Cu电极电势 c（mol/L）m(mol.kg-1)I（mol/kg）/V/V/V/V0.10.10.40.16220.01630.2369340.28610.34010.34020.20.20.80.10910.02190.29310.34700.34710.30.31.20.08600.02590.29670.35070.35080.40.41.60.07280.02920.29970.35360.35370.50.52.00.06400.03210.30240.35630.3564 表3 不同浓度硫酸铜溶液的Cu电极电势实验值与理论值对比 C(mol·L-1)/V/V/V相对误差/%0.10.3400.2860.28610.10.20.2900.29311.10.30.2920.29671.60.40.2940.29972.10.50.2950.30242.6结果表明，浓度为0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L、0.4mol/L、0.5mol/L的硫酸铜溶液的Cu电极电势分别为0.2861V、0.29