文档介绍：:..实验十九电动势的测定及其应用-、锌电极和盐桥的制备和处理方法。。。、负两极和电解质溶液组成。电池在放电过程中,正极上发生还原反应,负极则发生氧化反应,电池反应是电池屮所有反应的总和。电池除可用作电源外,还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质,从化学热力学得知,在恒温、恒压、可逆条件下,电池反应有以下关系:△rGm=-nFE式中△rGm是电池反应的吉布斯自由能增量;n为电极反应中电子得失数;F为法拉第常数;E为电池的电动势。从式中可知,测得电池的电动势E后,便可求得ArGm,进而乂可求得其他热力学参数。但须注意,首先要求被测电池反应本身是可逆的,即要求电池的电极反应是可逆的,并且不存在不可逆的液接界。同时要求屯池必须在可逆情况下工作,即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行,此时只允许有无限小的电流通过电池。因此,在用电化学方法研宄化学反应的热力学性质时,所设计的电池应尽量避免出现液接界,在精确度要求不高的测量中,常用“盐桥”来减小液接界电势。为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行,一般均采用电位差计测量电池的电动势。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能分别测定出两个电极的电势,就可计算得到由它们组成的电池电动势。下面以锌-铜电池为例进行分析。 电池表示式为: Zn|ZnS04(ml)IICuS04(m2)丨Cu符号“I”代表固相(Zn或Cu)和液相(ZnS04或ZnS04)两相界面;“II”代表连通两个液相的“盐桥”;ml和m2分别为ZnS04和CuS04的质量摩尔浓度。当电池放电时:负极起氧化反应 Zn—Zn2+(ml)+2e-正极起还原反应 Cu2+(m2)+2e-->Cu电池总反应为Zn+Cu2+(m2)->Zn2+(ml)+Cu锌电极的电极电势:jZn2+/Zn=jqZn2+/Zn-aRTInZn2FaZn2+aRTInCu2FaCu2+铜电极的电极电势:jCu2+/Cu=j所以,Cu-Zn电池的电池电动势为:q-Cu2+/CuE=jCu2+/Cu-jZn2+/Zn=jqCu2+/CuRTaCuaZn2+-jZn2+/Zn-ln2FaCu2+aZnqRTaCuaZn2+=E-ln2FaCu2+aZnq纯固体的活度为1 aCu=aZn=lRTaZn2+In2FaCu2+在一定温度下,电极电势的大小取决于电极的性质和溶液中有关离子的活度。由于电极电势的绝对值不能测量,在电化学屮,通常将标准氢电极的电极电势定为零,其他电极的电极电势值是与标准氢电极比较而得到的相对值,即假设标准氢电极与待测电极组成一个电池,并以标准氢电极为负极,待测电极为正极,这样测得的电池电动势数值就作为该电极的电极电势。由于使用标准氢电极条件要求苛刻,难于实现,故常用一些制备简单、电势稳定的可逆电极作为参考电极来代替,如甘***电极、银-***化银电极等。这些电极于标准氢电极比较而得到的电势值己精确测出,在物理化学手册中可以查到。可逆电池电动势不能用伏特计直接测量。这是因为当把伏特计与电池接通后,由于电池放电,