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电池电动势的测定实验报告-回复本实验旨在通过测定不同电池的电动势，了解电池内部化学反应的特性，并探究电池电动势与其内部电化学性质之间的关系。
实验原理：电动势（E）是电池推动电荷流动的能力。
在不同电化学反应中，电子从负极传递到正极，通过外电路的流动形成电流，同时伴随着化学反应的进行。
电池的电动势可通过测量产生的电压来确定。
常用的测量电池电动势的方法有开路电压法和电位差法。
实验步骤：1. 准备所需材料和设备：实验所需的电池样品、直流电压表、导线等。
2. 将电池样品连接到直流电压表上，注意正负极的接线正确无误。
3. 打开直流电压表，记录下电池的开路电压。
当没有外电路连接时，此时电流为零，记录下的电压即为开路电压。
4. 构建一个电解池实验装置。
在一个容量较小的玻璃容器中，放入适量的电解质，如硫酸铜溶液。
5. 将电极插入电解质中，其中一根作为正极（阳极），另一根作为负极（阴极）。
6. 将负极连接到直流电压表的负极端，正极连接到直流电压表的正极端。
7. 打开直流电压表，记录下电解质电池的电压，即电池的电动势。
8. 重复步骤4至步骤7，测量其他电池样品的电动势。
9. 将所有记录的数据整理并分析。
实验结果与讨论：通过测量不同电池样品的电动势，我们得到了一系列的数据。
根据测量结果，我们可以观察到不同电池样品的电动势是不一样的。
这是因为不同的化学反应导致了不同的电子转移速率和电流大小。
在实验中，我们还发现电动势与电解质溶液浓度之间存在着关系。
当溶液浓度增加时，电解质电池的电动势呈现出增大的趋势。
这是因为溶液浓度的增加可以增加电解质中离子的浓度，从而增加了电流的大小。
另外，在不同电池样品中，阳极和阴极的材料种类也会对电动势产生影响。
不同的材料对电子传递速率和反应速度有不同的影响，进而影响电池的电动势。
总结：本实验通过测定不同电池样品的电动势，揭示了电池内部化学反应与电动势之间的关系。
我们发现电动势与电解质溶液浓度和电极材料种类密切相关。
实验十六可逆电池电动势的测定一、实验目的测量铜-锌原电池的电动势，计算反应的热力学函数。
了解电动势的测量原理和方法。
二、实验原理电池反应中，摩尔吉布斯函数[变]、摩尔熵[变]，反应热分别为（1）（2）（3）（4）可见，只要测出某一电池反应的电动势E及其温度系数(∂E/∂T)，，就可算出热力学函数。
可逆电池的电动势数据可用于热力学计算。
可逆电池电动势的测量条件除了电池反应可逆和传质可逆外，还要求在测量回路中电流趋近于零。
测定电动势不能用伏特计。
因为电池与伏特计相接后会有电流通过，电池中电极被极化，电解液组成也会发生变化。
所以伏特计只能测得电池电极间的电势降，而不是平衡时的电动势。
利用对消法可使我们在测量回路中电流趋于零的条件下进行测量，所测得的结果即为可逆电池的电动势。
对消法电路如图8-1所示。
acBa回路由工作电源、可变电阻和电位差计组成。
工作电源的输出电压必须大于待测电池的电动势。
调节可变电阻使流过回路的电流为某一定值，在电位差计的滑线电阻上产生确定的电势降，其数值由已知电动势的标准电池Es校准。
另一回路abGExa由待测电池Ex、检流计G和电位差计组成。
移动b点，当回路中无电流通过时.电池的电动势等于a、b两点的电势差。
对消法测电动势是一个接近热力学可逆过程的例子。
为了尽可能减小电池中溶液接界外因扩散产生的非平衡液接电势，两电极间用盐桥连通。
三、仪器试剂直流电势差计一台；光点反射检流计一台；标准电池一个；于电池(1.5V)两节；铜电极、锌电极(带电极池)各一支；超级恒温器一台；0.100mol·dm-3硫酸铜和硫酸锌溶液若干；饱和氯化钾溶液；2.00mol·dm-3硫酸溶液；6.00mol·dm-3硝酸溶液；丙酮试剂(A.R.)；小烧杯；金相砂纸。
四、实验步骤先对电极进行预处理。
用金相砂纸把电极片抛光，用水冲洗后在丙酮液中浸洗数分钟，再用稀硫酸和稀硝酸浸洗。
然后将电极用蒸馏水冲洗于净。
指导老师：＿杨余芳＿学号：201214140124基础物理化学实验报告实验名称：电动势的测定＿12药学＿班级1组号2实验人姓名：李楚芳同组人姓名：兰婷，罗媛＿实验日期：2014/05/09湘南学院化学与生命科学系电动势的测定实验报告一·目的要求（1）·通过实验加深对可逆电池·可逆电极和盐桥等概念的理解。
（2）·了解ZD-WC电子电位差计和UJ-25型电位差计的测量原理和使用方法。
（3）·测量铜-锌原电池的电动势，计算反应的热力学函数。
二．实验原理原电池是由正负电极和一定的电解质溶液所组成。
电池的电动势等于两个电极电位的差值（液接电位用盐桥已消除），即E=E+-E_，E+是正极的电极电极，E_是负极的电极电位。
电极电势的大小与电极的性质和溶液中有关离子的活度有关，本次试验采用铜锌电池，采用此电极来测量铜锌这两个电极的电极电势。
根据化学热力学可知，在恒温恒压和可逆条件下，电池反应的吉布斯自由能变化与电池的电动势存在△G=-nFE的关系。
若要通过E来求取△G,则电池本身必须是可逆的。
在本次试验中由于精确度要求不高，如果出现了液接电势，经常用盐桥来消除。
本实验用饱和KCl溶液来做盐桥。
电池反应中，摩尔吉布斯函数[变]，摩尔熵[变]，反应热分别都涉及到电动势及其温度系数。
所以只要测出这两个条件就可以测出热力学函数。
对消法实验原理图三．仪器与药品1.仪器：UJ—25型高电势电位差计1台，光电检流计一台，电极管3个，表面皿一个， 50mL烧杯3个，250mL烧杯1个，400mL烧杯1个，饱和甘汞电极一个，废液缸一个，标准电池一个，砂纸数张。
ZnSO4(0.1000mol/L),CuSO4(0.1000mol/L) ,饱和KCl溶液，饱和甘汞电池2.药品：ZnSO4(0.1000mol/L),CuSO4(0.1000mol/L) ,饱和KCl溶液，饱和Hg2(NO3)2溶液，镀铜溶液，稀硫酸溶液，6 mol/L硝酸溶液。
图1 电极电位（原电池电动势）测量原理图实验十六 电极电位和原电池电动势的测定一、目的要求1、巩固电极电位产生原因和影响因素；2、掌握测量电极电位的实验方法；3、掌握原电池、电解池电位的测量方法；4、掌握电极极化的原因；5、掌握电化学测试系统；6、理解原电池和电极电势的概念。
二、实验原理电极电位（原电池电动势）测量方法可以有以下三种 方法1：电极电位的直接测量原理如图1。
当被测电极与参比电极组成测量原电池时，参比电极作电池的正极(阴极)时，有若参比电极作电池的负极(阳极)时，有式中：φ为被测电极的氢标电位；φR 为参比电极的氢标电位。
方法2：补偿法测量电极电位原理图，教材56~57页。
方法3：对消法。
图2 补偿法测量电极电位测量原理图对消法测定电动势就是在所研究的电极（电池）的外电路上加一个方向相反的电压。
当两者相等时，电路的电流为零（通过检流计指示）。
此时，所研究的电池的电动势就可以从外电路的电压数值读出。
原电池是由两个“半电池”组成，每个半电池中有一个电极和相应的溶液。
由不同的半电池可以组成各式各样的原电池，电池中的正极起还原作用，负极起氧化作用，电池的电动势等于两个电极电位的差值：左右ϕϕϕϕ-=-=-+E++++=a nFRT ln 0ϕϕ---+=a nFRT ln 0ϕϕ例如Cu-Zn 电池 Zn|ZnSO 4（a 1）||CuSO 4(a 2)|Cu Zn 的电极电位22201ln2Zn Zn ZnZnZn RT Fa ϕϕ+++=-Cu 的电极电位22201ln2C u C u C uC uC u R T Fa ϕϕ+++=-Cu-Zn 电池的电动势为：++++--=2222Cun /ZnZnCu0ln2)(ααϕϕZ Cu/FRT E三、仪器与药品电化学测试系统 1套 饱和甘汞电极 1只 盐桥 1个 电解池 1套 Cu 电极片 1个 Fe 电极片 1个容量瓶 1个 量筒 1个 广口瓶 3个 饱和KCl 溶液CuSO4（0.1mol.L-1）溶液 CuSO4（0.01mol.L-1）溶液 NaCl （0.1mol.L-1）溶液 四、实验步骤图4 工作电极的结构示意图1、电极制备工作电极表面要平整，不能出现尖角或台阶，这些结构将会影响电极电位的分布。
实验报告一、数据记录和处理1. 室温时各电池的电池电动势测定T室温= 289.15K表1 室温时各电池的电池电动势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-= Agb. 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- → QH2c. 电池的表达式：Hg │Hg 2Cl 2(s)│KCl(饱和)‖AgNO 3(0.100 mol/L)│Ag 电极反应: Hg + Cl -（饱和） + Ag += 1/2 Hg 2Cl 2 + Ag 负极：Hg + Cl -（饱和）= 1/2 Hg 2Cl 2 + e - 正极：Ag ++ e - = Agd. 电池的表达式：Ag │AgCl (s)│HCl (0.1 mol/L)‖AgNO 3(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0.01001-⋅kg mol AgNO 3溶液的离子平均活度系数±γ=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：=饱和甘汞ϕ0.24735 VθϕAgAg+=0.80773 V由饱和甘汞ϕϕ-=+AgAg E 得：=+AgAg ϕ0.70267 V再由能斯特方程+++-=Ag AgAg AgAg F RT αϕϕθ1ln得θϕAg Ag + θϕAgAg+=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0.13-⋅dm mol NaAc 的离子平均活度系数（±γ=0.791）。
查附表9-17计算醌氢醌电极的标准电极电势：=θϕ2QHQ 0.6994 – 0.00074*(t -25) = 0.70606 V由饱和甘汞2ϕϕ-=QH Q E 得：2QH Q ϕ=0.200575 + 0.24735=0.44793 V再由+-=H QH Q QH Q F RT αϕϕθ122ln 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ϑa K =1.745*10-5再由NaAcHAca pK pH ααϑlg-= 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. 10001-⋅kg mol AgNO 3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。
由饱和甘汞ϕϕ-=+AgAg E 得：=+AgAgϕ0.500416 + 0.24735=0.74777 V再由银电极的能斯特方程+++-=Ag AgAg AgAg F RT αϕϕθ1ln得+Ag α +Ag α=RTF Ag Ag AgAg e）(||++--ϕϕθ=15.289314.8)74777.0807730.(96500⨯--e=0.090095由()⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅===±±±+ϑγαααb b AgNO AgNO Ag 233, 则3AgNO ,±γ =0.090095/0.100=0.90095（5）*由电池（a ）、（c ）的电动势计算下列浓差电池()()Ag kg mol AgNO kg mol AgNO Ag 13131000001000--⋅⋅..的电动势，与用能斯特公式计算结果相比较，0. 10001-⋅kg mol AgNO 3溶液的±γ=0.734。
由饱和甘汞ϕϕ-=+aAg Ag a E ,得：=+a Ag Ag ,ϕ0.70267 V饱和甘汞ϕϕ-=+c Ag Ag c E ,得：=+c Ag Ag ,ϕ0.74777 V再由a Ag Ag cAg Ag E ,,++-=ϕϕ浓差=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) 由浓差电池的能斯特方程求浓差E浓差E =)(,|)(|l F RT a Ag Ag c Ag Ag n ++αα=9623.001.0734.01.0l 96500289.158.314⨯⨯⨯n=0.050615 V（6）*由电池（d ）的电动势计算氯化银溶度积ϑsp K 。
已知0.101-⋅kg mol HCl 溶液离子平均活度系数±γ=0.796。
由电池d 的电池反应写出能斯特方程求氯化银的ϑsp K ：-+⋅-=cl Ag F RT E E ααθln ϑθspK FRT E ln -= 由于θαθE RTF K ln =此电池反应的标准平衡常数为氯化银溶度积的倒数 θαθspK 1K =经简化得ϑsp K ln = E RTF）（ln -⋅-+cl Ag αα = 0.443925289.158.31496500）796.01.0734.01.0（ln ⨯⨯-⨯⨯⨯= -22.96所以ϑsp K = 1.065×10-10二、 回答问题及讨论1． 测定电池电动势为什么要用补偿法？本实验的测定过程中，在找到光点不偏转的位置之前，仍有电流通过被测定电池，对测量会带来什么影响？如何减少这些影响？答：热力学可逆电池的条件之一就是必须非常接近平衡状态，即通过的电流无限小，所以因此要用补偿法来削减电流，使待测电池工作在可逆状态。
影响：有电流通过时会使电极极化，使测得的电动势偏小。
措施：减少电流通过电池的时间，可以实现预估电池电动势的大小，然后迅速调节。
2． 在测量时找到平衡点后（即检流计光点不偏转时），附图4-3中C C '段电阻中有无电流通过？电流方向如何？BGC C '段线路中有无电流通过？电流方向如何？ 答：CC ’段有电流通过，方向由C 到C ’， BGC C '段无电流通过。
3． UJ25型电位差计中Ⅰ～Ⅳ测量盘线路（见附图4-4）对应附图4-3中的哪部分线路？答：对应CC ’段电阻。
4． 若检流计光点只向一边偏转，因而找不到光点不发生偏转的平衡点，试分析可能的原因是什么？答：待测电池的正负极接反了；工作电池的电压太低。
5．盐桥的作用是什么？一般物理化学教科书中介绍的比较理想的盐桥用电解质是KCl与NH4NO3。
本实验中为什么不用这两种电解质，而用饱和KNO3溶液制备盐桥？答：盐桥作用：降低液面接触电势，并且连通电路。
本实验中由于Cl-及NH4+都会与Ag+发生反应，分别生成沉淀和络合物，影响电极电势测定，故选用饱和KNO3溶液制备盐桥。
6．检流计的使用及维护中最重要的注意事项是什么？标准电池及工作电池的作用有什么不同？使用标准电池时应注意哪些问题？答：检流计注意事项：①检流计使用时不能剧烈震动；②通过检流计的电流在额定的围并且时间尽量短；③检流计使用后将量程调节至短路档位。
标准电池作用：电位差测量实验中的标准量具，在直流电位差实验中提供标准的参考电位差。
工作电池作用：在实验中为实验电路提供工作电压，充当工作电源。
使用标准电池时应注意：①避免震动和倒置；②通过标准电池的电流严格限制在围；③绝对避免两极短路或者长时间与外电路通电；④温度不超过40℃，不低于0℃。
