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原电池热力学物化实验报告

原电池电动势的测定与应用物化实验报告

原电池电动势的测定及热力学函数的测定

一、实验目的

1)掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；

2)掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和

方法；3)加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；4)了

解可逆电池电动势测定的应用；

5)根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温

度下的电动势值，计算电池

反应的热力学函数△G、△S、△H。

二、实验原理

1．用对消法测定原电池电动势：

原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连

接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平

衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只是不可逆

电池的端电压。而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电

池的情况下进行，因此，采用对消法。对消法是在待测电池上并

联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电

流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。2．电池电

动势测定原理：

Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)||AgNO3(0.02mol/L)|Ag根据

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电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：

其中?Ag0.799?0.00097(t?25)；而/AgAg/Ag?Ag/Ag

RT1

ln

FaAg?

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

-0.00065(t–25)

而电池电动势E理论??Ag/Ag?—?饱和甘汞；可以算出该电池电

动势的理论值。与测定值

比较即可。

3．电动势法测定化学反应的△G、△H和△S：

如果原电池内进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下

工作，则此电池反应在定温定

压下的吉布斯函数变化△G和电池的电动势E有以下关系式：△

rGm=-nFE

从热力学可知：

△H=-nFE+△S

4．注意事项：

①盐桥的制备不使用：重复测量中须注意盐桥的两端不能对

调；②电极不要接反；

三、.实验仪器及用品

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1.实验仪器

SDC数字电位差计、饱和甘汞电极、光亮铂电极、银电极、250mL

烧杯、20mL烧杯、U形管2.实验试剂

0.02mol/L的硝酸银溶液、饱和氯化钾溶液、硝酸钾、琼脂

四、实验步骤

1.制备盐桥

3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯中，加入

100mL蒸馏水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热

至近沸，继续加热至琼脂完全溶解。然后加入40g硝酸钾，充分

搅拌使硝酸钾完全溶解后，趁热用滴管将它灌入干净的U形管中，

两端要装满，中间不能有气泡，静置待琼脂凝固后便可使用。制

备好的盐桥丌使用时应浸入饱和硝酸钾溶液中，防止盐桥干涸。

2.组合电池

将饱和甘汞电极插入装有饱和硝酸钾溶液的广口瓶中。将一个

20mL小烧杯洗净后，用数毫升0.02mol/L的硝酸银溶液连同银电

极一起淌洗，然后装此溶液至烧杯的2/3处，插入银电极，用硝酸

钾盐桥不饱和甘汞电极连接构成电池。3.测定电池的电动势

①根据Nernst公式计算实验温度下电池（I）的电动势理论值。

②正确接