大学物理化学实验报告-原电池电动势的测定.docx

原电池电动势的测定实验报告2篇实验报告一：原电池电动势的测定一、实验目的1. 学习使用滑动电位器、标准电池等基本仪器设备测量电动势；2. 学会使用欧姆定律计算电路中各元件的电流、电阻和电势差；3. 掌握伏安法测量电路中各元件的电流、电势差、电动势的方法和步骤。

二、实验仪器1. 滑动电位器2. 标准电池3. 直流电流表4. 直流电压表5. 常用电线6. 脚踏电源开关7. 变阻器三、实验原理1. 滑动电位器滑动电位器是一种可以改变电路中电势差的调节器件。

原理上它是由一条可调长度的电阻组成，它的内部连接方式由电源端、负载端和滑动端组成。

通过滑动端移动到不同位置来实现改变电路中电势差的调节。

2. 电路中的电阻电阻是指导体材料在电流作用下阻碍电子流动的一种现象。

它与导体长度、截面积、材料特性有关，即R=ρL/S。

其中，R为电阻值，ρ为材料电阻率，L为导体长度，S为导体截面积。

3. 欧姆定律欧姆定律是电路中电流、电阻和电势差之间的数学关系，即I=U/ R。

其中，I为电流强度，U为电势差，R为电路中电阻值。

4. 伏安法伏安法常用于测量电路中各元件的电流、电势差、电动势。

在测量电动势时，将电位器调至电动势终止的位置，则在它前一端的电位差即为原电池电动势。

若此时测量它前后端的电势差，则可以计算出电路中其他元件的电压差和电流强度。

四、实验步骤1. 将电路接线连接好，将标准电池接在电路左侧，然后在电路右侧接上滑动电位器和变阻器，再将直流电压表和直流电流表分别插在电路中测量电压和电流。

2. 打开脚踏电源开关，调节滑动电位器位置，使电压表读数为0.00V，电流表读数为0.00A。

3. 开始实验前，需要先调节电位器，使得标准电池的正极与电路左侧相连，负极与电路右侧相连。

然后用直流电压表测量电池两端的电势差，并记录在实验记录本上。

4. 将滑动电位器向右移动一定距离，并用直流电压表测量滑动电位器前后的电势差，记录在实验记录本上。

原电池电动势的测定与应用华南师范大学化学与环境学院合作: 指导老师：林晓明一、实验目的①掌握电位差计的测量原理和原电池电动势的测定方法；②加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；③测定电池(Ⅰ)及电池（Ⅱ）的电动势；④了解可逆电池电动势测定的应用。

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（或极小电流）通过电池的情况下进行，因此采用对消法（又叫补偿法）。

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。

本实验使用的电动势测量仪器是SDC型数字电位差计，它是利用对消法原理设计的。

2.原电池电动势测定：电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。

负极进行氧化反应，正极进行还原反应。

如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。

符号“|”表示两相界面，“||”表示盐桥。

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-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。

根据电极电位的能斯特方程，有Oϕ=-RT/ZF·ln(αϕ+还原/α氧化)Oϕ=-RT/ZF·ln(αϕ-还原/α氧化)电池（Ⅰ）Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)‖AgNO3(0.02mol/L)|Ag− 1/2Hg2Cl2 + e-负极反应：Hg + Cl-（饱和）−→正极反应：Ag+ + e-−→− Ag总反应：Hg + Cl-（饱和）+ Ag+ −→−1/2Hg2Cl2 + Ag根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：φAg/Ag+ = φθAg/Ag+ + 0.05916V lgɑAg+其中φθAg/Ag+ = 0.799 - 0.00097（t-25）又因AgNO3 浓度很稀，ɑAg+ ≈ [Ag+] = 0.02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 = φ+ - φ-；可以算出该电池电动势的理论值。

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 | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+t ϕ；而+++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1lna F RTϕϕ 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 饱和甘汞理论—ϕϕ+=Ag /Ag E ；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：△r G m =-nFE从热力学可知：△H=-nFE+△S4．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。

原电池电动势的测定与应用华南师范大学化学与环境学院合作: 指导老师：林晓明一、实验目的①掌握电位差计的测量原理和原电池电动势的测定方法；②加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；③测定电池(Ⅰ)及电池（Ⅱ）的电动势；④了解可逆电池电动势测定的应用。

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（或极小电流）通过电池的情况下进行，因此采用对消法（又叫补偿法）。

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。

本实验使用的电动势测量仪器是SDC型数字电位差计，它是利用对消法原理设计的。

2.原电池电动势测定：电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。

负极进行氧化反应，正极进行还原反应。

如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。

符号“|”表示两相界面，“||”表示盐桥。

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-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。

根据电极电位的能斯特方程，有Oϕ=-RT/ZF·ln(αϕ+还原/α氧化)Oϕ=-RT/ZF·ln(αϕ-还原/α氧化)电池（Ⅰ）Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)‖AgNO3(0.02mol/L)|Ag− 1/2Hg2Cl2 + e-负极反应：Hg + Cl-（饱和）−→正极反应：Ag+ + e-−→− Ag总反应：Hg + Cl-（饱和）+ Ag+ −→−1/2Hg2Cl2 + Ag根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：φAg/Ag+ = φθAg/Ag+ + 0.05916V lgɑAg+其中φθAg/Ag+ = 0.799 - 0.00097（t-25）又因AgNO3 浓度很稀，ɑAg+ ≈ [Ag+] = 0.02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 = φ+ - φ-；可以算出该电池电动势的理论值。

原电池电动势的测定与应用华南师范大学化学与环境学院合作: 指导老师：林晓明一、实验目的①掌握电位差计的测量原理和原电池电动势的测定方法；②加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；③测定电池(Ⅰ)及电池（Ⅱ）的电动势；④了解可逆电池电动势测定的应用。

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（或极小电流）通过电池的情况下进行，因此采用对消法（又叫补偿法）。

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。

本实验使用的电动势测量仪器是SDC型数字电位差计，它是利用对消法原理设计的。

2.原电池电动势测定：电池的书写习惯是左方为负极，右方为正极。

负极进行氧化反应，正极进行还原反应。

如果电池反应是自发的，则电池电动势为正。

符号“|”表示两相界面，“||”表示盐桥。

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-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。

根据电极电位的能斯特方程，有Oϕ=-RT/ZF·ln(αϕ+还原/α氧化)Oϕ=-RT/ZF·ln(αϕ-还原/α氧化)电池（Ⅰ）Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(饱和)‖AgNO3(0.02mol/L)|Ag− 1/2Hg2Cl2 + e-负极反应：Hg + Cl-（饱和）−→正极反应：Ag+ + e-−→− Ag总反应：Hg + Cl-（饱和）+ Ag+ −→−1/2Hg2Cl2 + Ag根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：φAg/Ag+ = φθAg/Ag+ + 0.05916V lgɑAg+其中φθAg/Ag+ = 0.799 - 0.00097（t-25）又因AgNO3 浓度很稀，ɑAg+ ≈ [Ag+] = 0.02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 = φ+ - φ-；可以算出该电池电动势的理论值。

报告编号：YT-FS-4615-12原电池电动势的测定实验报告2(完整版)After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas.互惠互利共同繁荣Mutual Benefit And Common Prosperity原电池电动势的测定实验报告2(完整版)备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。

文档可根据实际情况进行修改和使用。

一、实验目的和要求用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、实验原理：补偿法测电源电动势的原理：必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。

为此，可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。

①工作电流电路：首先调节可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势降。

②标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。

借助调节Rp使得IG=0来实现Es=UCA。

③测量回路：SW扳回Ex，调节电势测量旋钮，直到IG=0。

读出Ex。

UJ-25高电势直流电位差计：1、转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接通EN，指在X1，即接通未知电池EX。

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RP。

物理化学实验报告院系化学化工学院班级化学061学号13姓名沈建明实验名称：原电池电动势的测定日期2009.03.26 同组者姓名史黄亮室温16.84℃气压101.7 kPa成绩一、目的和要求1.学会一些电极的制备和处理方法；2.掌握对消法测定电池电动势及电极电势的原理和方法；3.熟悉数字式电子电位差计的工作原理和正确的使用方法。

二、基本原理测定电池电动势必须要求电池反应本身是可逆的，即电池必须在可逆的情况下工作，此时只允许有无限小的电流通过电池。

因此根据对消法原理（在外电路上加一个方向相反而电动势几乎相等的电池）设计了一种电位差计，以满足测量工作的需要。

T温度下的电极电势ψT=ψTθ-(RT/2F)*ln(1/a);—a= r±*m (r±参见附录表V-5-30)ψTθ=ψ298θ+α(T-298)+0.5β(T-298)^2—α，β为电池电极的温度系数：铜电极(Cu2+/Cu)，α=-0.000016 V/K，β=0锌电极[Zn2+/Zn(Hg)]，α=0.0001 V/K，β=0.62*10-6 V/K三、仪器、试剂SDC-Ⅱ数字电位差综合测试仪、YJ56电镀仪毫安表、饱和甘汞电极、U型玻璃管等；0.1000mol/L CuSO4溶液、0.0100mol/L CuSO4溶液、0.1000mol/L ZnSO4溶液、Hg2Cl2溶液、饱和KCl溶液、琼脂、氯化钾(A.R.)、铜片、锌片等。

四、实验步骤㈠、电极制备Ⅰ. 铜电极①取2片铜片，用沙皮纸将其表面打磨干净，再放入稀硝酸溶液中处理片刻，用蒸馏水冲洗干净；②将处理后的铜片放入电镀液(0.1000mol/L CuSO4溶液)中,与电源的负极相连，电源的正极与另一片铜片相连，回路中连有一只毫安表，调节电镀装置使毫安表的读数为40左右，电镀约1h；Ⅱ. 锌电极①取一片锌片，用沙皮纸将其表面的氧化物打磨去除，放入稀硫酸溶液中片刻，使其表面氧化物进一步反应完全；②用蒸馏水冲洗锌片后，将其放入Hg2Cl2溶液约6秒钟，使其表面汞齐化；③取出后再用蒸馏水淋洗，用纸吸干表面的水，放入0.1000 mol/L ZnSO4溶液中备用；㈡、制盐桥①在100ml烧杯中加入适量蒸馏水，用电磁炉煮沸；②称取12g琼脂和20g纯KCl，加入沸水中③待固体完全溶解至溶液成浆糊状时，用胶头滴管将液体注入U型玻璃管中，注满且没有气泡；④冷却后即为盐桥；㈢、测定各组电池的电动势a.(-) Zn｜ZnSO4(0.1000mol/L)‖KCl(饱和)｜Hg2Cl2｜Hg (+)b.(-) Zn｜ZnSO4(0.1000mol/L)‖KCl(饱和)｜AgCl｜Ag (+)c.(-) Hg｜Hg2Cl2｜KCl(饱和) ‖CuSO4(0.1000mol/L) ｜C u (+)d.(-) Ag｜AgCl｜KCl(饱和) ‖CuSO4(0.1000mol/L) ｜Cu (+)e.(-) Zn｜ZnSO4(0.1000mol/L)‖CuSO4(0.1000mol/L) ｜Cu (+)f.(-) Cu｜CuSO4(0.0100mol/L)‖CuSO4(0.1000mol/L) ｜Cu (+)①打开数字式电位差计的电源，打到内标档，各旋钮打至0处，按下归零按钮；②切换到测量档，将以上电池的正负极对应数字式电位差计的正负极连接好；③调整各旋钮，使右侧显示值为零(有时需要等待片刻至数值稳定)，此时左侧显示的数值即被测电池的电动势；④依次测定6组电池的电动势并记录下数据。

原电池电动势的测定实验报告原电池电动势的测定实验报告1实验目的1.掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术2.学会几种电极和盐桥的制备方法3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势实验原理凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。

可逆电池应满足如下条件:(1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆;(2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界;(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，即测量时通过电池的电流应为无限小。

因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，用正负离子迁移数比较接近的盐类构成"盐桥"来消除液接电位;用电位差计测量电动势可满足通过电池电流为无限小的条件。

电位差计测定电动势的原理称为对消法，可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。

可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。

设正极电势为 φ+，负极电势为 φ-，则电池电动势 E = φ+ - φ- 。

电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。

将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。

由于氢电极使用不便，常用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。

常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。

这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出，具体的电极电位可参考相关文献资料。

以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池，测定电池的电动势，根据甘汞电极的电极电势，可推得这两个电极的电极电势。

仪器和试剂SDC-II型数字式电子电位差计，铜电极，锌电极，饱和甘汞电极，0.1 mol?L-1 CuSO4 溶液，0.1 mol?L-1 ZnSO4 溶液，饱和 KCl 溶液。

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原电池电动势的测定及应用实验报告一、实验目的本实验旨在通过测定原电池的电动势，探究原电池内部化学反应的特性，以及原电池在实际应用中的表现。

通过本实验，能够深入了解电化学领域的知识，为日后的学习和科研打下坚实的基础。

二、实验原理1. 原电池的电动势在实验中，我们将使用铜离子和锌离子构成的原电池作为研究对象。

铜离子在还原反应中接受电子，锌离子在氧化反应中释放电子，从而构成了原电池的电化学反应。

根据纳塔尔方程，可以得到原电池的标准电动势公式如下：E°cell = E°cathode - E°anode其中E°cell表示原电池的标准电动势，E°cathode表示还原反应的标准电势，E°anode表示氧化反应的标准电势。

通过测定原电池的电动势，可以推断出原电池内部化学反应的趋势和特性。

2. 库仑定律根据库仑定律，原电池电动势与反应物浓度的关系可以表示为：Ecell = E°cell - (RT/nF) * lnQ其中Ecell表示原电池的电动势，E°cell表示标准电动势，R表示气体常数，T表示温度，n表示电子转移数，F表示法拉第常数，Q表示反应物的活度积。

通过测定不同反应物浓度下的电动势变化，可以验证库仑定律的成立。

三、实验材料和设备1. 铜离子和锌离子构成的原电池2. 电位计3. 导线4. 盐桥5. 反应物浓度变化实验所需的试剂四、实验步骤1. 将原电池连接至电位计，并记录下初始电动势。

2. 分别测定不同反应物浓度下的电动势，记录实验数据。

3. 根据实验数据，绘制原电池电动势与反应物浓度的关系图。

4. 分析实验结果，总结实验结论。

五、实验结果与分析我们在实验中测定了铜离子和锌离子构成的原电池在不同反应物浓度下的电动势变化情况。

通过实验数据的分析，我们得出了如下结论：1. 随着反应物浓度的变化，原电池的电动势呈现出明显的变化趋势，符合库仑定律的规律。