原电池电动势的测定实验目的1.测定Cu—Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电位。2.了解可逆电池、可逆电极、盐桥的概念。3.学会一些电极的制备和处理方法。4.掌握电位差计的测量原理和使用方法。5.掌握简易电位差计的组装和使用。实验原理Daniell电池Zn|ZnSO4(C1)||CuSO4(C2)|Cu负极反应Zn→Zn2+(αZn2+)+2e-正极反应Cu2+(αZn2+)+2e-→Cu总电池反应Zn+Cu2+(αCu2+)→Zn2+(αZn2+)+Cu反应的ΔrGm为ΔrGm=ΔrGΘm+RTln(αZn2+/αCu2+)ΔrGm=-nFEΘE=EΘ-RT/2Fln(αZn2+/αCu2+)E=φ+-φ-φ+=φΘCu2+-RT/2Fln(1/αCu2+)φ-=φΘZn2+-RT/2Fln(1/αZn2+)仪器与药品晶体管直流稳压电源1台，电阻箱(9999.9Ω)3个，指针检流计(10A)1台，双刀双掷开关1个，单刀双掷开关(带保护电阻)1个，标准电池1个，甘汞电极1个，铜电极2支，锌电极1支，电极管4支，50ml烧杯4只，饱和KCl溶液，0.1000mol*L-1CuSO4溶液，0.0100mol*L-1CuSO4溶液，0.1000mol*L-1ZnSO4溶液，待测半电池若干个。实验步骤1.按图接好线路，将R4调在1018.6Ω，R3调在581.4Ω，使R3+R4=1600Ω，接通直流稳压电源，双刀双掷开关掷向标准电池一边调节R2至检流计不偏转为止。2.接上待测电池，双刀双掷开关掷向待测电池一边，R2保持不变，调整R3及R4。直到检流计指针不偏转为止，记下读数。注意：在调整R3及R4时。应使R3+R4应使等于1600Ω。将双刀双掷开关掷向待测电池一边，再次复查检流计是否偏转，若不偏转上述测定值可以使用，若有偏转须重调R2使之不偏转，然后掷向待测电池一边重复测定。3.换接其他待测电池进行测量。数据处理1.按饱和甘汞电极电位的温度校正公式：Et=0.242-7.6E-4*(t-25)(V)计算室温时的饱和甘汞电极电位。室温t=19.5℃Et=0.24618V2.计算电池电动势理论值：计算时物质浓度要用活度表示，浓度、温度、离子种类不同，γ±的数值不同。α=γ*C浓度0.1000mol*L-10.0100mol*L-1CuSO4γ±0.16000.40ZnSO4γ±0.150.387由Nernst方程：φ=φΘ+RT/2Fln([氧化型]/[还原型])E=φ+-φ-ΔrGm=-nFEΘφ+=φΘCu2+-RT/2Fln(1/αCu2+)φ-=φΘZn2+-RT/2Fln(1/αZn2+)R=8.314J*mol-1*K-1T=292.65KF=96485C*mol-1饱和甘汞电极Et=0.24618VφΘ[Cu2+|Cu]=+0.34VφΘ[Zn2+|Zn]=-0.76V室温下标准电池校正：Et=1.0186*(1-(4.06E-6)*(19.5-20)-(9.5E-7)*(19.5-20)^2)=1.018601826VRt=1018.6ΩEx=R4*Et/RtR2=3659.3VEW=5VR总=5259.3ΩE1=R4*Et/RnE2=EW*R4/R总下列原电池的电动势：1.Zn|ZnSO4(0.1000mol*L-1)||CuSO4(0.1000mol*L-1)|Cu2.Cu|CuSO4(0.0100mol*L-1)||CuSO4(0.1000mol*L-1)|Cu3.Zn|ZnSO4(0.1000mol*L-1)||KCl(饱和)|Hg2Cl2|Hg4.Hg|Hg2Cl2|KCl(饱和)||CuSO4(0.1000mol*L-1)|Cu原电池φ+/Ωφ-/ΩR4/ΩE计算/VE测量1/VE测量2/VΔrGm,/KJ/molΔrGm测量/KJ/mol10.310967-0.798031077.61.0999971.0776019321.02447-212.266-207.94520.3109670.28193519.20.0290320.0192000340.01825-5.6023-3.7050330.24618-0.798031036.61.044211.0366018580.01825-201.501-200.03340.3109670.2461848.60.0647870.04860.04620-12.5019-9.37834思考题1.在测量电动势的过程中，若检流计指针总是朝向一个方向偏转，可能是什么原因？待测电池正负极接反，实验开始时检流计没调零，补偿电阻R4过大或过小。2.为何测电动势要用对消法？对消法的原理是什么