一. 实验目的
1 掌握对消法测量电动势的原理及电位差计的使用方法。 2 测定下列三个电池的电动势：
（1）Hg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl(饱和）¦AgNO3（0.01mol/L）｜Ag （2）Hg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl(饱和）¦H+（0.2mol/L HAC-0.2mol/LNaAC）｜Pt
（3）Hg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl（饱和）¦H+（酒石酸-0.2mol/L酒石酸钠溶液L）｜Pt
3 了解电动势法测定溶液PH值的原理，并计算缓冲溶液的PH值。
二.实验原理
1：波根多夫对消法测量电池电动势
是常用的测量电池电动势的方法，其原理是用一个方向相反但数值相同的电动势对消待测电池的电动势，使电路中并无电流通过。具体原理如图所示。AB为一段均匀的滑线电阻，工作电池经AB上产生均匀的电势降。待测电池的正极连接电钥，经过检流计和工作电池的正极相连；负极连接到一个滑动的接触点C上。这样，就在待测电池的外电路中加上一个方向相反的电势差，他的大小有滑动接触点的位置决定。改变滑动接触点位置，找到C点，电匙闭合，检流计中无电流通过，待测电池的电动势恰好为AC段的电势差完全抵消。为了求得AC段的电势差，可换用标准电池与电钥相连。
标准电池的电动势：EN是已知的，且要保持恒定。 故：
AC
ENEx
AC'
1）的电动势；一饱和甘汞电池极为参比电极，用电极测定电池（2） （3）的电动势，进而计算溶液的PH值。 2．电极电势的测量原理：
EE右-E左
RT(氧化态）
E电极E电极ln nF（还原态）
BbB
B
θ
根据相应电极的标准电极电动势及相应组分的活度即可求出电极电势，计算出电池的电动势。
三.仪器与试剂
仪器:1.数字式电子电位差计；2.甘汞电极一支；3.银电极1支；4.铂电极一支；5.50mL烧杯4个；5.U形管一支；
试剂:饱和氯化钾溶液；0.01mol/L硝酸银溶液；0.2mol/L醋酸溶液；0.2mol/L醋酸钠溶液、0.2mol/L酒石酸溶液；0.2mol/L酒石酸钠溶液；醌氢醌；硝酸钾、琼脂；蒸馏水。
四.实验步骤
1 读取室温并记录
2 配制饱和氯化钾溶液；0.01mol/L硝酸银溶液；0.2mol/L醋酸溶液；0.2mol/L醋酸钠溶液、0.2mol/L酒石酸溶液；0.2mol/L酒石酸钠溶液。
3 打开电位差计电源开关，将所有档位回零，将“测量选择”钮置于“外标”档，一韦斯顿标准电极标定。然后将电位差计“测量选择”钮置于“测量”档。
4 测量电池（1）的电池电动势
（1）制备电池。取两个烧杯，一个小烧杯一饱和氯化钾溶液洗涤后向其中加入30mL饱和氯化钾溶液（用过之后不要倒掉，留下做后面的测量）并插入一支以饱和氯化钾溶液洗过的饱和甘汞电极；另一个小烧杯以0.01mol/L硝酸银溶液洗过后向其中加入约30mL0.01mol/L 硝酸银溶液并插入一支以硝酸银溶液洗过的银电极，然后以硝酸钾盐桥连接两小烧杯中的溶液。
（2）将两根测量连接导线分别插入电位差计测量孔中，并与所制备电池的相应电极相连，负极连甘汞电极，正极连银电极，按从小到大的顺序依次调“100V” “10-1” “10-2”“10-3”“10-4”及“补偿”旋钮，是“检零指示”在零值附近基本恒定，此时“电位指示”所显示的数值即为电池（1）的电动势。要求测量三次，取平均值。 5 测量电池（2）电池电动势
（1）取一个烧杯加入10mL0.2mol/L醋酸溶液和0.2mol/L醋酸钠溶液，再加入适量的醌氢醌粉末，插入一支铂电极。然后用盐桥连接之前配制的饱和氯化钾溶液。
（2）将两根测量连接导线分别插入电位差计测量孔中，并与所组成电池的相应电极相连，负极连甘汞电极，正极连铂电极，按照上一次的步骤测量电池（2）的电池电动势。测量三次，取平均值。 6 测量电池（3）电池电动势
（1）制备电池。取一个烧杯中加入约10mL0.2mol/L酒石酸溶液和0.2mol/L酒石酸钠溶液，再加入适量的醌氢醌粉末，插入一支铂电极，然后以盐桥连接两个小烧杯中的溶液。
（2）按照上述步骤的操作测量电池（3）的电池电动势。测量三次，取平均值。
7 再记录一次室温，并与第一次记录的室温结合取平均值 作为实验温度。
8 实验结束后关闭电源，洗干净各种仪器。
五.实验注意事项
1.实验过程，调整仪器时要求操作轻；注意安全！ 2.连接线路时，切勿正.负极接反。
3.注意检查盐桥是否完整；和测电动势正确选择盐桥。 4.各实验步骤间注意用自来水及去离子水清洗。 5.注意正确操作步骤准确记录电池电动势。
六.实验数据记录
七.数据处理
1. 计算电池（1）电动势的相对误差： 查表得：E
θ
甘汞=0.2681V
E
θ
（Ag+/Ag
）=0.7994V
计算电池（1）的理论电动势
RT1
E(Ag/Ag)E(Ag/Ag)ln
FaAg
带入aAg =0.01mol/L可得理论值为：E（Ag+/Ag） =0.68106V 电动势：E=0.68106V - 0.26810V=0.41296V 实际值为：E=0.43625V
相对误差为：
Er =（0.43625-0.41296）/0.41296*100%=5.645%0
2. 计算电池（2）中酸性溶液的PH值 查表得：Eθ
甘汞=
0.2681V Eθ(Q/H2Q)=0.6993V F=96500，
由实验可得：E=0.19732V T=298.15K
E(Q/H2Q)-E甘汞-EPHF 2.303RT
由上面的数据可计算得：PH=3.95
3. 计算电池（3）中酸性溶液的PH值 查表得：Eθ
甘汞=
0.2681V Eθ(Q/H2Q)=0.6993V F=96500，
由实验可得：E=0.23899V T=298.15K
E(Q/H2Q)-E甘汞-EPHF 2.303RT
由上面的数据可计算得：PH=3.25
八.实验讨论及误差分析：
从以上的实验结果可以看出本次的实验误差较大，分析其可能原因有如下几点：
1.只有在电流无限小的情况下测量，才能达到可逆电池的要求，但在实验过程中电流无法达到无限小仍存在一定值的电流，于是产生的极化作用破坏了电池的可逆性，使电动势偏离可逆值。
2.仪器的不稳定带来较大误差，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是实验的误差主要来源。
3.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，所以计算的误差也较大。
九．指导教师评语及意见：
教师签名： 日期 年 月 日
大学物理化学实验报告
班级专业： 矿物资源工程
姓 名： 田骄
学 号： 1108010420
指导教师：
实验成绩：
实验编号： 实验项目名称： 电动势的测定 报告人： 田骄 实验时间： 同组人： 王官福 谢兴强 穆建忠
一. 实验目的
1 掌握对消法测量电动势的原理及电位差计的使用方法。 2 测定下列三个电池的电动势：
（1）Hg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl(饱和）¦AgNO3（0.01mol/L）｜Ag （2）Hg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl(饱和）¦H+（0.2mol/L HAC-0.2mol/LNaAC）｜Pt
（3）Hg(1),Hg2Cl2(s)｜KCl（饱和）¦H+（酒石酸-0.2mol/L酒石酸钠溶液L）｜Pt
3 了解电动势法测定溶液PH值的原理，并计算缓冲溶液的PH值。
二.实验原理
1：波根多夫对消法测量电池电动势
是常用的测量电池电动势的方法，其原理是用一个方向相反但数值相同的电动势对消待测电池的电动势，使电路中并无电流通过。具体原理如图所示。AB为一段均匀的滑线电阻，工作电池经AB上产生均匀的电势降。待测电池的正极连接电钥，经过检流计和工作电池的正极相连；负极连接到一个滑动的接触点C上。这样，就在待测电池的外电路中加上一个方向相反的电势差，他的大小有滑动接触点的位置决定。改变滑动接触点位置，找到C点，电匙闭合，检流计中无电流通过，待测电池的电动势恰好为AC段的电势差完全抵消。为了求得AC段的电势差，可换用标准电池与电钥相连。
标准电池的电动势：EN是已知的，且要保持恒定。 故：
AC
ENEx
AC'
1）的电动势；一饱和甘汞电池极为参比电极，用电极测定电池（2） （3）的电动势，进而计算溶液的PH值。 2．电极电势的测量原理：
EE右-E左
RT(氧化态）
E电极E电极ln nF（还原态）
BbB
B
θ
根据相应电极的标准电极电动势及相应组分的活度即可求出电极电势，计算出电池的电动势。
三.仪器与试剂
仪器:1.数字式电子电位差计；2.甘汞电极一支；3.银电极1支；4.铂电极一支；5.50mL烧杯4个；5.U形管一支；
试剂:饱和氯化钾溶液；0.01mol/L硝酸银溶液；0.2mol/L醋酸溶液；0.2mol/L醋酸钠溶液、0.2mol/L酒石酸溶液；0.2mol/L酒石酸钠溶液；醌氢醌；硝酸钾、琼脂；蒸馏水。
四.实验步骤
1 读取室温并记录
2 配制饱和氯化钾溶液；0.01mol/L硝酸银溶液；0.2mol/L醋酸溶液；0.2mol/L醋酸钠溶液、0.2mol/L酒石酸溶液；0.2mol/L酒石酸钠溶液。
3 打开电位差计电源开关，将所有档位回零，将“测量选择”钮置于“外标”档，一韦斯顿标准电极标定。然后将电位差计“测量选择”钮置于“测量”档。
4 测量电池（1）的电池电动势
（1）制备电池。取两个烧杯，一个小烧杯一饱和氯化钾溶液洗涤后向其中加入30mL饱和氯化钾溶液（用过之后不要倒掉，留下做后面的测量）并插入一支以饱和氯化钾溶液洗过的饱和甘汞电极；另一个小烧杯以0.01mol/L硝酸银溶液洗过后向其中加入约30mL0.01mol/L 硝酸银溶液并插入一支以硝酸银溶液洗过的银电极，然后以硝酸钾盐桥连接两小烧杯中的溶液。
（2）将两根测量连接导线分别插入电位差计测量孔中，并与所制备电池的相应电极相连，负极连甘汞电极，正极连银电极，按从小到大的顺序依次调“100V” “10-1” “10-2”“10-3”“10-4”及“补偿”旋钮，是“检零指示”在零值附近基本恒定，此时“电位指示”所显示的数值即为电池（1）的电动势。要求测量三次，取平均值。 5 测量电池（2）电池电动势
（1）取一个烧杯加入10mL0.2mol/L醋酸溶液和0.2mol/L醋酸钠溶液，再加入适量的醌氢醌粉末，插入一支铂电极。然后用盐桥连接之前配制的饱和氯化钾溶液。
（2）将两根测量连接导线分别插入电位差计测量孔中，并与所组成电池的相应电极相连，负极连甘汞电极，正极连铂电极，按照上一次的步骤测量电池（2）的电池电动势。测量三次，取平均值。 6 测量电池（3）电池电动势
（1）制备电池。取一个烧杯中加入约10mL0.2mol/L酒石酸溶液和0.2mol/L酒石酸钠溶液，再加入适量的醌氢醌粉末，插入一支铂电极，然后以盐桥连接两个小烧杯中的溶液。
（2）按照上述步骤的操作测量电池（3）的电池电动势。测量三次，取平均值。
7 再记录一次室温，并与第一次记录的室温结合取平均值 作为实验温度。
8 实验结束后关闭电源，洗干净各种仪器。
五.实验注意事项
1.实验过程，调整仪器时要求操作轻；注意安全！ 2.连接线路时，切勿正.负极接反。
3.注意检查盐桥是否完整；和测电动势正确选择盐桥。 4.各实验步骤间注意用自来水及去离子水清洗。 5.注意正确操作步骤准确记录电池电动势。
六.实验数据记录
七.数据处理
1. 计算电池（1）电动势的相对误差： 查表得：E
θ
甘汞=0.2681V
E
θ
（Ag+/Ag
）=0.7994V
计算电池（1）的理论电动势
RT1
E(Ag/Ag)E(Ag/Ag)ln
FaAg
带入aAg =0.01mol/L可得理论值为：E（Ag+/Ag） =0.68106V 电动势：E=0.68106V - 0.26810V=0.41296V 实际值为：E=0.43625V
相对误差为：
Er =（0.43625-0.41296）/0.41296*100%=5.645%0
2. 计算电池（2）中酸性溶液的PH值 查表得：Eθ
甘汞=
0.2681V Eθ(Q/H2Q)=0.6993V F=96500，
由实验可得：E=0.19732V T=298.15K
E(Q/H2Q)-E甘汞-EPHF 2.303RT
由上面的数据可计算得：PH=3.95
3. 计算电池（3）中酸性溶液的PH值 查表得：Eθ
甘汞=
0.2681V Eθ(Q/H2Q)=0.6993V F=96500，
由实验可得：E=0.23899V T=298.15K
E(Q/H2Q)-E甘汞-EPHF 2.303RT
由上面的数据可计算得：PH=3.25
八.实验讨论及误差分析：
从以上的实验结果可以看出本次的实验误差较大，分析其可能原因有如下几点：
1.只有在电流无限小的情况下测量，才能达到可逆电池的要求，但在实验过程中电流无法达到无限小仍存在一定值的电流，于是产生的极化作用破坏了电池的可逆性，使电动势偏离可逆值。
2.仪器的不稳定带来较大误差，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是实验的误差主要来源。
3.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，所以计算的误差也较大。
九．指导教师评语及意见：
教师签名： 日期 年 月 日
大学物理化学实验报告
班级专业： 矿物资源工程
姓 名： 田骄
学 号： 1108010420
指导教师：
实验成绩：
实验编号： 实验项目名称： 电动势的测定 报告人： 田骄 实验时间： 同组人： 王官福 谢兴强 穆建忠