原电池电动势的测定与应用物化实验报告.doc

原电池电动势的测定与应用物化实验报告
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原电池电动势的测定及热力学函数的测定
一、实验目的
掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；
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；
加深98K)/kJ/mol
ΔfGºm(298K)/kJ/mol
Sºm298K/J/(mol·K)
Hg(l)
0
0

Ag+(aq)



Cl—(aq)
-
-

Hg2Cl2(s)
-
-

Ag(s
0
0

9
)
电池反应
-
-
-
而热力学函数（298K）的理论值:
ΔrGºm=- kJ/mol ；ΔrSºm= - J/(mol·K) ；ΔrHºm= - kJ/mol
则对比文献值可得：
ΔrGºm 相对误差：（--（-））/- = - %
ΔrSºm 相对误差：（--（-））/- =- %
ΔrHºm 相对误差：（- -（-））/-=-%
六、分析与讨论
根据上述实验结果，可知本次实验误差较大，经讨论认为引起的误差主要有以下几点：
1）用对消法测电动势时，要求电流为0，达到可逆电池的要求，但在实验过程中，调节时电路中总有微小电流通过，而产生极化现象。但当外加电压大于电动势时，原电池相当于电解池，使反应电势增加；相反，当外电压小于电动势时，原电池放电极化，使反应电势降低，这会影响实验结果的测定。而且有少量电流也会使内阻分走部分电压，导致测量电压并不等于电动势而等于外电路电压。
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2）在本次实验中，我们只进行了两组不同温度的数据测量，使用的热力学计算方法均为粗略计算，作E-T图也只是2个数据点，因数据处理方法粗略，所以计算结果相对误差也较大。因此应该进行更多组在不同温度下的测定，绘出δE/δT的关系图，拟合线性，求出斜率，这样误差才小。
3）本实验测定的并不是可逆电池，但在溶液间插入了盐桥，近似地当作可逆电池来处理。通常，常用的盐桥是氯化钾盐桥，离子相对迁移速率较为一致。但对于硝酸银溶液，不能使用氯化钾盐桥，而是采用了硝酸钾盐桥。虽然硝酸钾盐桥的正负离子迁移数较接近，但是它们与通电极无共同离子，因而在使用时会改变参考电极的浓度和引入外来离子，从而可能改变参考电极电位，造成实验误差。 
4）这次实验中有很多的近似处理，比如液接电势、接触电势和扩散电势的忽略，电池近似处理为可逆电池等等。因而，实验结果与实际
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值有一定的偏差。
5）调节电桥平衡的操作时间应尽可能的短，否则电极上较长时间的有电流通过，会发生电池反应使得溶液浓度下降、电极表面极化，这样可逆电极变成不可逆的，会给实验带来较大误差。而实验中所用仪器不稳定，需要较长的时间才能大致调节到平衡，即使是同一个电动势值，在很短的时间内测得的数据都有较大波动，所以不能很快调节到平衡也会造成实验的误差；
6）实验过程中，恒温槽温度存在波动，会造成不稳定，℃左右波动。④恒温槽温度存在波动，所以在实验测定过程中，电池反应并不完全是在同一温度下进行，进行数据处理时也会带来一定的误差。在此外实验中采用盐桥来消除液接电位，但实际实验中不能保证盐桥能够完全消除液接电位。
7）本实验的理论参考数据是在标准状况下的数值，而实验过程中的温度和大气压都有变化，所以也存在一定的误差。
七、思考题
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1、为何测电动势要用对消法，对消法的原理是什么？
答：原电池电动势不能直接用伏特计来测量，因为电池与伏特计接通后会有电流通过，在电池两级上会存在极化现象，使电极偏离平衡状态，另外，电池本身有内阻，伏特计测量得到的仅是不可逆电池的端电压。采用对消法（又叫补偿法）可在无电流或很小电流通过电池的情况下准确测定电池的电动势。
对消法的原理是：在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电势差，这样待测电池中没有电流通过，外加电势差的大小即等于待测电池的电动势。
2、测电动势为何要用盐桥，如何选用盐桥以适应各种不同的体系？
答：盐桥可将液接电势降低到最小的作用。选择盐桥的原则是：盐桥中的盐浓度尽量大（一般用饱和溶液），正负离子迁移数接近，与电池中的电解质不发生反应。所选取的KNO
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3的在水中的溶解度很大，正负负离子迁移数接近，与大多数电解质不发生