-
实验八
银
-
氯化银电极标准电极电势的测定
1
前言
1.1
实验目的
< br>测定银
-
氯化银电极的标准电极电势。
< br>
1.2
实验内容
30
℃时，用电位差计分别测
量银
-
氯化银电极中
KCl
溶液浓度
0.0100
mol
< br>·
L
-1
，
0.0300
mol
·
L
-1
，
0.0500 mol
·
L
-1
，
< br>0.0700 mol
·
L
-1
，
0.0900 mol
·
L
-1
时
Hg |Hg2
Cl2
，
KCl
（饱和）‖
KCl
（
c
）
|AgCl |Ag
电池的电动势，再加上计算得到的负极饱和甘汞电极的
电势，得到不同
?
Cl
ˉ
条件下银
-
氯化银电极的电势，再根据能斯特方程得
到标准电极电势。
1.3
实验原理
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
-
（
1
）
式中，
E
是原电池的电动势。
φ
+
、
φ
< br>-
分别代表正、负极的电极电势。
在本次实验中，银
-
氯化银电极为正极
φ
Ag|Agcl
= E +
φ
饱和甘汞
（
2
）
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
-
0.00076(
t
/
℃–
25)
（
3
）
根据电极电位的能斯特方程，有
O<
/p>
?
?
?
+
-
RT/ZF
·
ln(
α
O
?
?
?
-
ln(
α
-
RT/ZF
·
还原
/
α
/
α
氧化
)
（
4
）
)
（
5
）
还原
氧化
φ
Ag/
AgCl
=
φ
θ
Ag/AgCl
-
RT/F
lg
ɑ
Cl-
（
6
）
式中：
T
为热力
学温度；
R
为摩尔气体常量；
z
为反应的电荷数；
F
为法拉第常量；
α
为活度，
在本次实验中，因
< br>KCl
浓度很稀，ɑ
Cl-
≈<
/p>
c
Cl-
。
补偿法测电源电动势的原理：
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
1
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。
SW
E
x
图
1.
补偿法测量原电池电
动势的原理线路图
E
w
R
p
A
R
E
s
T
C
B
K
G
工
作电流电路：首先调节可变电阻
R
P
，
使均匀划线
AB
上有一定的电势降。
标准回路：
将变换开关
SW
合向
E
s
，
对工作电流进行标定。
借助调节
R
< br>p
使得
I
G
=0
来实现
E
s
< br>=U
CA
。
< br>测量回路：
SW
扳回
E
x
，调节电势测量旋钮，直到
I
G
=0
。读出
E
x
。
UJ-25
高电势直流电位差计结构如图
2
所示：
1
）转换开关旋钮：相当于上图中
SW
，指在
N
处，即
SW
接通
E
N
，指在
X
1
，即接
通未知电池
E
X
。
2
）电计按钮：原理图中的
K<
/p>
。
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
R
P
。
4
）电
势测量旋钮：中间
6
只旋钮，×
10<
/p>
-1
，×
10
-
2
，×
10
-3
，×
10
-4
，×
< br>10
-5
，×
10
-6
，被测电动
势由此示出。