电子电位差计
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2023年3月18日发(作者：小升初必背古诗)篇一：原电池电动势的测定实验报告_浙江大学(1)
实验报告
课程名称：大学化学实验p实验类型：中级化学实验实验项目名称：原
电池电动势的测定
同组学生姓名：无指导老师冷文华
一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料
与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必
填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得
一、实验目的和要求
用补偿法测量原电池电动势，并用数学方法分析二、实验原理：
补偿法测电源电动势的原理：
必须严格控制电流在接近于零的情况下来测定电池的电动势，因为有电流
通过电极时，极化作用的存在将无法测得可逆电动势。
为此，可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。
①工作电流电路：首先调节可变电阻RP，使均匀划线AB上有一定的电势
降。
②标准回路：将变换开关SW合向Es，对工作电流进行标定。借助调节
Rp使得IG=0来实现Es=UCA。③测量回路：SW扳回Ex，调节电势测量旋
钮，直到IG=0。读出Ex。
UJ-25高电势直流电位差计：
1、转换开关旋钮：相当于上图中SW，指在N处，即SW接通EN，指在
X1，即接通未知电池EX。2、电计按钮：原理图中的K。
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
RP。
-1-2-3-4-5-6
4、电势测量旋钮：中间6只旋钮，×10，×10，×10，×10，×10，×10，被
测电动势由此
示出。
三、仪器与试剂：
仪器：电位差计一台，惠斯登标准电池一只，工作电源，饱和甘汞电池一
支，银—氯化银电极一支，100mL容量瓶5个，50mL滴定管一支，恒温槽一
套，饱和氯化钾盐桥。
-1
试剂：0.200mol·LKCl溶液
四、实验步骤：1、配制溶液。
-1-1-1-1
将0.200mol·L的KCl溶液分别稀释成0.0100mol·L，0.0300mol·L，0.0500
mol·L，0.0700
-1-1
mol·L，0.0900mol·L各100mL。
2、根据补偿法原理连接电路，恒温槽恒温至25℃。
3、将转换开关拨至N处，调节工作电流调节旋钮粗。中、细，依次按下
电计旋钮粗、细，直至检流计
示数为零。
4、连好待测电池，Hg|Hg2Cl2，KCl（饱和）‖KCl（c）|AgCl|Ag
5、将转换开关拨至X1位置，从大到小旋转测量旋钮，按下电计按钮，直
至检流计示数为零为止，6个
小窗口的读数即为待测电极的电动势。
-1-1-1-1
6、改变电极中c依次为0.0100mol·L，0.0300mol·L，0.0500mol·L，
0.0700mol·L，0.0900
-1
mol·L，测各不同浓度下的电极电势Ex。
五、实验数据记录和处理
室温15.3℃；大气压102.63KPa;EN=1.018791233V
饱和甘汞电极的电极电势与温度的关系为
E/V=0.2415-7.6*10ˉ?（t/℃-25）=0.2341V
0.01000.03000.05000.0700浓度/mol·Lˉ1电动势/VE(Clˉ|AgCl)lg?Clˉ
0.09730.3314-2.0000
0.07690.3110-1.5229
0.06580.29999-1.3010
0.05930.2934-1.1549
0.09000.05320.2873-1.0458
由外推法可知：?(Clˉ|AgCl)=0.24V查得文献值E(Cl|AgCl)=0.2221V
相对偏差Er=((0.24-0.2221)/0.2221)×100％=8％
六、实验结果与分析
R2=0.9984，可见本次实验线性拟合较好。
误差分析：补偿法必须使回路中电流为零，但是电流为零是理想条件，实
际过程中难免会有电流通过（调节过程中），所以原电池或多或少会有极化现
象，因此存在误差。
所以我们测电压时要动作迅速，时间久了误差会变大。检流计只需要基本
不偏转即可。
Θ
-1
篇二：物理化学实验报告电动势的测定与应用
实验十七：电动势的测定与应用
班级：13级化学二班学号：2姓名：郑润田
一：实验目的
1.掌握对消法测定电池电动势的的原理及电位差计的使用
2.学会银电极、银—氯化银电极的自制备和盐桥的制备
3.了解可逆电池电动势的应用
二：实验原理
原电池是由两个“半电池”组成，每一个半电池中有一个电极和相应的溶液
组成。由不同的半电池可以组成各式各样的原电池。电池反应中，正极起还原
作用，负极起氧化作用，而电池反应是电池中两个电极反应的总和，其电动势
为组成该电池的两个半电池的电极电位代数和。若知道一个半电池的电极电
位，即可求得其他半电池的电极电位。但迄今还不能从实验上测得单个半电池
的电极电位。在电化学中，电极电位是以某一电极为标准而求出其他电极的相
对值，现在国际上采用的标准电极是标准氢电极，记在ΑH+=1，PH2=1atm时
被氢吸附的铂电极。由于氢电极使用比较麻烦，因此通常把具有稳定电位的电
极，如甘汞电极，银—氯化银电极等作为第二参比电极。
通过对电池电动势的测定，可以求出某些反应的ΔH,ΔS,ΔG等热力学函
数，电解质的平均活动系数，难溶盐的溶度积和溶液的pH等数值。但用电动
势的方法求如上的数据，必须是设计成一个可逆的电池，而该电池反应就是所
求的反应。
例如用电动势求AgCl的Ksp，需要设计如下的电池。
Hg-Hg2Cl2|KCl(饱和)||AgNO3(0.100mol/L)|Ag
根据电极电位的能斯特公式，银电极的电极电位：
-负极反应：Hg+Cl-（饱和）?1/2Hg2Cl2+e
正极反应：Ag++e-?Ag
总反应：Hg+Cl-（饱和）+Ag+?1/2Hg2Cl2+Ag
根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位：
φAg/Ag+=φθAg/Ag++0.05916VlgɑAg+
其中φθ
Ag/Ag+=0.799-0.00097（t-25）
又例如通过电动势的测定，求溶液的pH，可设计如下电池：
Hg-Hg2Cl2|KCl(饱和)||饱和有醌氢醌的未知pH溶液|Pt
醌氢醌是一种暗褐色晶体，在水中溶解度很小，在水溶液中依下式部分溶
解。
C6H4O2·C6H4(OH)2（醌氢醌）==C6H4O2(醌)+C6H4(OH)2(氢醌)
在酸性溶液中，对苯二酚解离度极小，因此醌与对苯二酚的活度可以认为
相同，即
α醌=α氢醌。
醌氢醌电极的制备很简单，只需待测pH值溶液以醌氢醌饱和，浸入惰性
电极（铂电极）中即可。醌氢醌电极作为还原电极时，电极反应是
C6H4O2（醌）+2H++2e-→C6H4(OH）2（氢醌）
其电动势为：φ醌氢醌=φθ醌氢醌–RT/F·ln1/αH+=φθ醌氢醌-
2.303RT/F·pH
通过实验测得电池的电动势，就可以计算出溶液的pH值。
用对消法测定原电池电动势原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为
电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离
平衡状态。另外，电池本身有内阻，所以伏特计测得的只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
极小电流）通过电池的情况下准确测定电池
的电动势。
对消法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。
三：仪器与药品
1.仪器
EM—30数字式电子电位差计1台银电极1支铂电极1个小烧杯2个直流
辐射式检流计1台饱和甘共电极1支导线2条盐桥4根
2.药品
HCl（0.100mol/ml）HCl（1mol/ml）
AgNO3（0.100mol/ml）未知pH溶液
KCl(饱和溶液)醌氢醌
四：实验步骤
本实验测定如下两个电池的电动势
①Hg-Hg2Cl2|KCl(饱和)||AgNO3(0.100mol/L)|Ag
②Hg-Hg2Cl2|KCl(饱和)||饱和有醌氢醌的未知pH溶液|Pt
1.银电极的制备
将铂丝电极放在浓HNO3中浸泡15分钟，取出用蒸馏水冲洗，如表面仍不
干净，用细晶相砂纸打磨光亮，再用蒸馏水冲洗干净插入盛0.1
mol·dm-3AgNO3溶液的小烧杯中，按图7－1接好线路，调
节可变电阻，使电流在3mA、直流稳压源电压控制在6V镀
20分钟。取出后用0.1mol·dm-3的HNO3溶液冲洗，用滤纸
吸干，并迅速放入盛有0.1000mAgNO3＋0.1mHNO3溶液的半
电池管中(如图7－2）
2.制备盐桥：
为了消除液接电位，必须使用盐桥。参见附录的方法，制备KNO3盐桥和
KCl
盐桥。分别放入饱和的KNO3溶液和KCl溶液中待用。
3.测量电池的电动势：
测量可逆电池的电动势不能直接用伏特计来测量。因为电池与伏特计相接
后，整个线路便有电流通过，此时电池内部由于存在内电阻而产生某一电位
降，并在电池两极发生化学反应，溶液浓度发生变化，电动势数据不稳定。所
以要准确测定电池的电动势，只有在电流无限小的情况下进行，所采用的对消
法就是根据这个要求设计的。
图7-3为对消法测量电池电动势的原理图。回路是由稳压电源、可变电阻
和电位差
过回路的电流为某一定值。在电位差计的滑线电阻上产生确定的电位降，
其
数值由己知电动计组成。稳压电源为工作电源，其输出电压必须大于待测
电池的电动势。调节可变电阻使流
(1)组装电池：将上述制备的银电极与实验室提供的Ag－AgCl｜Cl－
(1.000mKCl)参比电极组成电池，Ag－AgCl｜Cl－
(1.000m)║AgNO3(0.1000m)｜
Ag。根据理论计算确定电极电位的高低与电极的正负，将其置于恒温槽
中，将自制的KNO3盐桥横插在两半电池管的小口上，注意两半电池管中溶液
一定要与盐桥底端相接。
(2)电池电动势测量：EM—30数字式电子电位差计
a、①校准零点，功能键选择“外标”位置，“外标”接口短接，电动势档拨到
电动势指示为零，按校准按钮，平衡指示即为零。
②标准电池（或仪器自带基准）接在“外标”位置，将电动势档拨到电动势
指示为标准电池的电势值，按校准按钮，平衡指示即为零。
b、测量待测电池的电动势方法：
功能选择拨至“测量”位置，链接待测电池至“测量”，调节电动势拨档直到
平衡指示接近于零，稳定时读数为所测电动势
4、测量电池的电动势：
（1）连接好电路，根据接线柱的正负极和相对应的颜色，链接时由于测量
存在着误差，每次测量需要重新的矫正误差，选择“外标”档位，连接线接入矫
正的孔径。进行标准电极的矫正。然后换档位至测量，改变接线柱连接线至测
量孔径，把正极接入银电极，负极接入汞—氯化亚汞电极进行测量。这时依次
旋动EM—30数字式电子电位差计按钮使平衡指示的数字显示为零或者零附近
上下摆动的数字。这时电动势的指示即为所测得电池电动势的指示。这时测得
的读数为499mV。
（2）同样的方法可以测得醌氢醌电极的电动势为这时测得的读数为
141mV。五：数据处理
室温：25℃大气压：100.33kPa
1.电池（I）测定记录
Hg-Hg2Cl2|KCl(饱和)||AgNO3(0.100mol/L)|Ag
E实际测=0.499V
2.电池（Ⅱ）测定记录
Hg-Hg2Cl2|KCl(饱和)||饱和有醌氢醌的未知pH溶液|PtE实际测
=0.141V
篇三：华师物化实验-原电池电动势的测定与应用
华南师范大学实验报告
学生姓名：dxh学号：
专业：化学师范年级、班级：2011级化教六班课程名称：物理化学实验
实验项目：原电池电动势的测定与应用指导老师：蔡跃鹏实验评分：
【实验目的】
1.掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法；
2.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；3.加
深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解；4.测定电池（1）的电动势；
5.了解可逆电池电动势测定的应用；
6.根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动
势值，计算电池反应的热力学函数△G、△S、△H。
【实验原理】
可设计成原电池的化学反应，发生失去电子进行氧化反应的部分可作为阳
极，发生获得电子进行还原反应的部分可作为阴极，两个半点池组成一个原电
池。电池的书写习惯是左方为负极，即阳极，右方为正极，即阴极。符号“|”表
示”表示，。如电池反应是自发的，则其电动势为正，等于阴极电极电势E?与
阳极电极电势E?之差，即E?EE?
以铜-锌电池为例。铜-锌电池又称丹尼尔电池（Daniellcell），是一种典型
的原电池。此电池可用图示表示如下：
?ZnZnSO4(a1?1mol?kg?1)CuSO4(a2?1mol?kg?1)Cu?
左边为阳极，起氧化反应
ZnZn2?(a1)?2e
其电极电势为
?
E阳?EE
RTa(Zn)
ln2Fa(Zn2?)
右边为阴极，起还原反应
Cu2?(a2)?2eCu
其电极电势
?
E阴?EE
RTa(Cu)
ln2?
2Fa(Cu)
总的电池反应
Zn?Cu2?(a2)Zn2?(a1)?Cu
原电池电动势
RTa(Zn2?)RTa(Zn2?)?
=E?E?(EE?)?lnln2?2?
2Fa(Cu)2Fa(Cu)
?
?
E?、E?分别为锌电极和铜电极的标准还原电极电势，a(Zn2?)和a(Cu2?)分
别为Zn2?和Cu2?的离子活度。
本实验所测定的三个电池为：
1．原电池?Hg(l)Hg2Cl2(s)KCl(AgNO3(0.01mol?dm?3)Ag(s)?阳极电极电势
E?/V?EHg2Cl2(s)/Hg/V?0.2410?7.6?10?4(t/℃?25)
?阴极电极电势EEAg?/Ag?E?
Ag?/Ag
RT
lna(Ag?)F
E?/V?0.799?0.00097?(t/℃?25)Ag?/Ag
?原电池电动势E?EEE?
Ag?/Ag
RT
lna(Ag?)?EHg2Cl2(s)/HgF
2．原电池?AgAgCl(s)KCl(0.1mol?dm?3)AgNO3(0.01mol?dm?3)Ag?阳极电
极电势EE?AgCl(S)/Ag?
RT
lna(Cl?)F
RT
lna(Ag?)F
RT
lna(Cl?)a(Ag?)F
E?AgCl(S)/Ag/V?0.2221?0.000645?(t/℃?25)
?阴极电极电势EEAg?/Ag?E?
Ag?/Ag
E原电池电动势E?EEE?AgCl(S)/Ag
Ag/Ag
其中0.01mol?kg?1AgNO3的?0.90
0.1mol?kg?1KCl的?0.77
稀水溶液中mol?dm?3浓度可近似取mol?kg?1浓度的数
值。
3.
原
电
池
?Hg(l)Hg2Cl2(s)KCl(饱和)
H?(0.1mol?dm?3HAc?0.1mol?dm?3
NaAc),Q?H2QPt?
阳极电极电势E?/V?EHg2Cl2(s)/Hg/V?0.2410?7.6?10?4(t/℃?25)
?
阴极电极电势EEQ/H2Q?EQ/H2Q?
RT
lna(H?)F
RT
lna(H?)?EHg2Cl2(s)/HgF
4
EQ?25)/H2Q/V?0.6994?7.4?10(t/℃
?原电池电动势E?EEEQ/H2Q=EQ/H2Q?
2.303RT
PH?EHg2Cl2(s)/HgF
即pH?
?EQ/H2Q?EHg2Cl2(s)/Hg?E)
(2.303RT/F)
由此可知，只要测出原电池3的电动势，就可计算出待测溶液（HAc和
NaAc缓冲溶液）的pH值。
测定可逆原电池的电动势常采用对消法（又称补偿法），其原理和方法在
附录1、2、3中作了详细的介绍。通过原电池电动势的测定，还可以得到许多
有用的数据，如离子活度等。特别是通过测定不同温度下原电池的电动势，得
到原电池电动势的温度系数(?ET)p，由此可求出许多热力学函数，如计算相应
电池反应的摩尔反应吉尔斯函数变?rGmzFE，摩尔反应焓
?rHm
?E?E
?S?zF()p等。及摩尔反应熵zFE?zF()prm
?T?T
如果电池反应中，反应物和生成物的活度均为1，温度为298.15K，则所测
定的电动势和热力学函数即为相应电池反应的标准E?(298.15K)、
?rGm(298.15K)、和?rSm(298.15K)。
利用对消法可以很准确的测量出原电池的电动势，因此用电化学方法求出
的化学反应的热力学函数?rGm、?rHm、?rSm等比用量热法或化学平衡常数法
求得的热力学数据更为准确可靠。原电池设计与制造的难度主要是电极的制
备，所以对一些常用电极的制备方法作一些了解还是很有必要的（详见附录
5）。
【仪器和药品】
ZD－WC数字电位差计（含附件）1台-3AgNO3溶液标准电
池
甘汞电极（饱和）银-氯化银电极光铂电极银电极吸耳球
1个-3KCl溶液1支-3HAc溶液1支-3
NaAc溶液1支KNO3盐桥1个100ml烧杯
3个1个
1支醌氢醌固体粉末（黑色）
洗瓶
饱和氯化钾溶液
1个50ml广口瓶
10ml移掖管
3个3支
图11.1ZD-WC数字电位差计；左图为全图，右图为操作面板
【实验步骤】
1.制备盐桥
3%琼脂-饱和硝酸钾盐桥的制备方法：在250mL烧杯中，加入100mL蒸馏
水和3g琼脂，盖上表面皿，放在石棉网上用小火加热至近沸，继续加热至琼脂
完全溶解。然后加入40g硝酸钾，充分搅拌使硝酸钾完全溶解后，趁热用滴管
将它灌入干净的U形管中，两端要装满，中间不能有气泡，静置待琼脂凝固后
便可使用。制备好的盐桥不使用时应浸入饱和硝酸钾溶液中，防止盐桥干涸。
2.组合电池
将饱和甘汞电极插入装有饱和硝酸钾溶液的广口瓶中。将一个20mL小烧
杯洗净后，用数毫升0.02mol/L的硝酸银溶液连同银电极一起淌洗，然后装此
溶液至烧杯的2/3处，插入银电极，用硝酸钾盐桥不饱和甘汞电极连接构成电
池。
3.测定电池的电动势
①根据Nernst公式计算实验温度下电池（I）的电动势理论值。
②正确接好测量电池（I）的线路。电池与电位差计连接时应注意极性。盐
桥的两支管应标号，让标负号的一端始终不含氯离子的溶液接触。仪器要注意
摆布合理并便于操作。
③用SDC数字电位差计测量电池（I）的电动势。每隔2min测一次，共测
三次。④接通恒温槽电源进行恒温，使其分别达到21.5℃25.2℃、30.1℃，温
度波动范围要求控制在正负0.2℃之内。把被测电池放入恒温槽中恒温15min，
同时将原电池引出线连接到SDC型数字式电位差计的待测接线柱上（注意正负
极的连接），测定其电动势，每5分钟测1次，直至电位差计读书稳定为止。
○5然后调节恒温槽，令恒温升温5℃，重复上述操作，然后再升温并进行
测定。
○6测量完毕后，倒去两个小烧杯的溶液，洗净烧杯的溶液。盐桥两端淋洗
后，浸入硝酸钾溶液中保存。
【实验记录及数据处理】
Ag
/Ag
?
?0.799?0.00097(t?25)?0.799?0.00097(26.4?25)?0.7942V
?
?Ag/AgAg?/Ag
?
?
RT1
lnFaAg
?0.7893?
?
8.314*299.551
ln?0.6920V
965000.02
?饱和甘汞?0.2415—0.00065（26.4?25）?0.238V
E理论Ag/Ag?—?饱和甘汞?0.4540V
E-T图
《大学物理化学实验报告-原电池电动势的测定》