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银-氯化银电极标准电极电势的测定 银-氯化银电极标准电极电势的测定 实验八 银-氯化银电极标准电极电势的测定 1.1 实验目的 测定银-氯化银电极的标准电极电势。 1.2 实验内容 30℃时，用电位差计分别测量银-氯化银电极中KCl 溶液浓度0.0100 mol ·L -1，0.0300 mol ·L -1，0.0500 mol·L -1，0.0700 mol·L -1，0.0900 mol·L -1时Hg |Hg2Cl2，KCl （饱和）‖KCl （c ）|AgCl |Ag电池的电动势，再加上计算得到的负极饱和甘汞电极的电势，得到不同αCl ˉ条件下银-氯化银电极的电势，再根据能斯特方程得到标准电极电势。 1.3 实验原理 在电池中，电极都具有一定的电极电势。当电池处于平衡态时，两个电极的电极电势只差就等于该可你电池的电动势，规定电池的电动势等于正、负电极的电极电势之差，即 E = φ+-φ- （1） 式中，E 是原电池的电动势。φ+、φ-分别代表正、负极的电极电势。 在本次实验中，银-氯化银电极为正极 φAg|Agcl = E + φ饱和甘汞 （2） 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00076(t/℃–25) （3） 根据电极电位的能斯特方程，有 -RT/ZF·ln(α?=?- ln(α -RT/ZF· ) （4） ) （5） φAg/AgCl = φθAg/AgCl -RT/F lgɑCl- （ 6） 式中：T 为热力学温度；R 为摩尔气体常量；z 为反应的电荷数；F 为法拉第常量；α为活度，在本次实验中，因KCl 浓度很稀，ɑCl-≈c Cl-。 补偿法测电源电动势的原理： 用一个方向相反但数值相同的电动势对抗待测电池的电动势，使电路中没有电流通过，这时测得的两级的电势差就等于该电池的电动势E 。如图1所示，电位差计就是根据补偿法原理设计的，它由工作电流回路、标准回路和测量电极回路组成。 图1. 补偿法测量原电池电 动势的原理线路图 E w R p 工作电流电路：首先调节可变电阻R P ，使均匀划线AB 上有一定的电势降。 标准回路：将变换开关SW 合向E s ，对工作电流进行标定。借助调节R p 使得I G =0来实现E s =UCA 。 测量回路：SW 扳回E x ，调节电势测量旋钮，直到I G =0。读出E x 。 UJ-25高电势直流电位差计结构如图2所示： 1）转换开关旋钮：相当于上图中SW ，指在N 处，即SW 接通E N ，指在X 1，即接通未知电池E X 。 2）电计按钮：原理图中的K 。 3）工作电流调节旋钮：粗、中、细、微旋钮相当于原理图中的可变电阻R P 。 4）电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10-1，×10-2，×10-3，×10-4，×10-5，×10-6，被测电动势由此示出。 2.1 实验仪器和试剂 图2. UJ-25电位差计面板图 1. 转换开关；2. 电计按钮（3个）；3. 工作电流调节旋钮（4个）；4. 电势测量旋钮（6个）；5. 标准电池温度补偿旋钮 仪器：电位差计一台（见图2），惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一支，银—氯化银电极一支，100mL 容量瓶5个，50mL 滴定管一支，恒温槽一套，饱和氯化钾盐桥。 试剂：0.200mol ·L -1KCl 溶液 2.2 实验步骤 1) 将商品银电极电镀制备成银电极、银-氯化银电极，将制备的电极和商品饱和甘汞电极洗净（实验室已完成）。 2) 制备盐桥（实验室已完成）。 3) 恒温槽恒温至30℃。将0.200 mol· L-1的KCl 溶液分别稀释成0.0100 mol·L -1，0.0300 mol ·L -1，0.0500 mol·L -1，0.0700 mol·L -1，0.0900 mol·L -1各100mL 。 4) 根据补偿法原理连接电路。读取环境温度后，根据惠斯登标准电池电动势与温度的关系 E t /V = 1.018625-[39.94(t/℃-20)+0.929(t/℃-20) 2-0.0090(t/℃-20) 3+0.0006(t/℃-20) 4]·10-6 计算出E t 等于1.01844V ，调节温度补偿旋钮至计算值。 5) 将转换开关拨至N 处，调节工作电流调节旋钮粗、中、细，依次按下电计旋钮粗、细，直至检