实验十六 可逆电池电动势的测定.doc

实 验 报 告 数据记录和处理表 电池 E/V /V 1 2 3 a 0.455827 0.455027 0.455097 0.455317 b 0.202323 0.200401 0.199000 0.200575 c 0.500298 0.500438 0.500513 0.500416 d 0.444430 0.443699 0.443646 0.443925 2. 数据处理 （1）写出a、b、c、d各被测电池的表达式、电极反应和电池反应。 a. 电池的表达式：Hg│Hg2Cl2 (s)│KCl(饱和)‖AgNO3(0.0100 mol/L)│Ag 电极反应: Hg + Cl-（饱和） + Ag + = 1/2 Hg2Cl2 + Ag 负极：Hg?+?Cl-（饱和）= 1/2 Hg2Cl2 +?e- ? 正极：Ag +?+ e-?= Ag b. 电池的表达式：Hg│Hg2Cl2 (s)│KCl(饱和)‖Q,QH2,H+│Pt 电极反应: C6H4O2（醌）+ 2H+ + 2e- = C6H4(OH）2（氢醌） 负极：2Hg+ 2Cl- - 2e- → Hg2Cl2 正极：Q + 2H+ + 2e- → QH2 c. 电池的表达式：Hg│Hg2Cl2(s)│KCl(饱和)‖AgNO3(0.100 mol/L)│Ag 电极反应: Hg + Cl-（饱和） + Ag + = 1/2 Hg2Cl2 + Ag 负极：Hg?+?Cl-（饱和）= 1/2 Hg2Cl2 +?e- ? 正极：Ag +?+ e-?= Ag d. 电池的表达式：Ag│AgCl (s)│HCl (0.1 mol/L)‖AgNO3(0.100 mol/L)│Ag 电极反应: Ag +?+ Cl-?= Ag 负极：Ag + Cl- - e- → AgCl 正极：Ag+ + e- → Ag （2）由电池（a）的电动势计算银电极电势。根据能斯特公式计算银电极的标准电极电势。与文献值比较，求相对误差（已知0.0100AgNO3溶液的离子平均活度系数=0.90）。饱和甘汞电极电势和银电极的标准电极电势文献值见附表9-17。 查附表9-17计算饱和甘汞电极的电极电势和银电极的标准电极电势： 0.24735 V =0.80773 V 由得： 0.70267 V 再由能斯特方程得 =0.70267 + 8.314*289.15/96500*ln(1/0.01) =0.81739 V 并计算银电极标准电极电势的相对误差： 相对误差=(0.81739-0.80773)/0.80773*100%=1.20% （3）由电池（b）的电动势求醌氢醌电极的电极电势和缓冲溶液pH。醌氢醌电极的标准电极电势见附表9-17。 根据缓冲溶液的浓度和醋酸的电离常数（查附表9-15），计算缓冲溶液pH的理论值，与上面用电动势法测得的pH相比较，求相对误差。已知25℃时0.1NaAc的离子平均活度系数（=0.791）。 查附表9-17计算醌氢醌电极的标准电极电势： 0.6994 – 0.00074*(t -25) = 0.70606 V 由得： =0.200575 + 0.24735=0.44793 V 再由得缓冲溶液的pH pH = (0.70606 – 0.44793)*96500/8.314/2.303/289.15=4.50 根据缓冲溶液浓度和醋酸的电离常数（查附表9-15），计算缓冲溶液pH的理论值 查附表9-15得醋酸的电离常数=1.745*10-5 再由 pH=-lg（1.745*10-5）- lg0.1/(0.1*0.791)= 4.656 并计算醋酸溶液pH的相对误差： 相对误差=（4.656-4.50）/4.656*100%=3.35% （4）*由电池（c）的电动势计算0. 1000AgNO3溶液的离子平均活度系数。银电极标准电极电势用附表9-17中的关系式求得。 由得： 0.500416 + 0.24735=0.74777 V 再由银电极的能斯特方程得 ===0.090095 由 则 =0.090095/0.100=0.90095 （5）*由电池（a）、（c）的电动势计算下列浓差电池 的电动势，与用能斯特公式计算结果相比较，0. 1000AgNO3溶液的=0.734。 由得：0.70267 V 得：0.74777 V 再由=0.0451 V 该浓差电池的负极反应：Ag(s) - e- → Ag+(aq) 正极反应：Ag+( aq) + e- → Ag(s) 电池反应：Ag+(0.1000mol·Kg-1) → Ag+(0.0100mol·Kg-1) 由浓差电池的能