原电池电动势的测定
——杨兰森（20096842）
一、实验目的
1. 了解各类电极的构造、制备和使用；
2. 掌握盐桥的制备方法和它在电动势测定中的作用；
3.掌握SDC型电极电位仪的原理和使用方法；
4. 测量下列原电池的电动势：
（1）Hg(l)，Hg2Cl2(s)︱KCl(饱和)︱H＋(待测)Q，H2Q︱Pt，求待测盐酸溶液的pH值。

（2）Hg(l)，Hg2Cl2(s)︱KCl(饱和)‖AgNO3(0.02mol·kg-1)︱Ag(s)，求Ag电极的电极电位。

（3）Ag(s)，AgCl(s)︱KCl(0.02mol·kg-1)‖AgNO3(0.02mol·kg-1)︱
Ag(s)，求AgCl溶度积。

二、实验原理
1. 电极电位及电动势：
原电池是由两个电极组成，即发生氧化作用的负极和发生还原作用的正极。

故原电池电动势值等于组成该原电池两电极的电极电位的代数和。

虽然电极电位的绝对值不能测量，但只要确定各个电极相对于同一基准的相对电位，利用相对电位的数值，就可以计算任意两个电极所组成的电池的电动势。

现以标准氢电极作为基准，规定任意温度下标准氢电极的电极电位为零。

若将标准氢电极作为发生氧化作用的负极，给定电极做正极，组成原电池，规定此原电池的电动势为给定电极的电极电位（称还原电极电位），其计算通式为：
（1）
由任意两个电极组成原电池时，其电动势可按下式计算：
（2）
使用（2）式计算电动势的条件是两个电极不同电解质溶液接触时的液体接界电位已被消除，为此需用“盐桥”连接电解质溶液以降低接界
电位。

另外，实际测量还原电极电位时，由于标准氢电极使用条件十分严格，故往往采用其他电极作参比电极，最常用的有甘汞电极和银－氯化银电极。

2. 电极性质和制备
（1）醌氢醌电极
醌氢醌是醌（Q）与氢醌（H2Q）等分子化合物。

由它组成的电极是一种对氢离子可逆的氧化还原电极。

醌氢醌在水中依下式部分解离：C6H4O2·C6H4(OH)2 C6H4O2＋C6H4(OH)2
醌氢醌醌氢醌
将少量醌氢醌放入含有H＋的待测溶液中，并使其达到饱和，然后插入铂电极就成为一支醌氢醌电极。

其电极电位可表示为：
氢醌电极标准电极电位与温度的关系为：
（2）Ag电极
把Ag电极清洗干净，插入盛有AgNO3溶液的半电池中，组成Ag电极，其电极电位如下：
（3）Ag－AgCl电极
Ag－AgCl电极的电极电位由下式表示：
（4）甘汞电极
甘汞电极的电极电位由下式表示：
饱和KCl甘汞电极：
三、仪器与试剂
SDC型电极电位仪一台；天平一台；50mL、100mL烧杯各两个；银电极一支；银－氯化银电极一支；甘汞电极一支；铂电极一支；AgNO3溶液(0.02mol·kg-1)；KCl溶液(0.02mol·kg-1)；KCl饱和溶液；HCl 溶液待测；NaAc固体；琼脂固体
四、实验步骤
1. 盐桥制备
将50 mL蒸馏水倒如100mL烧杯中，加入0.5g琼脂及0.5gNaAc加热搅拌，琼脂完全溶解后，稍冷却倒入U形管中，待完全冷却后使用。

（U形管中应无可见气泡）
2. 用电极电位仪测量各原电池电动势
（1）测量1号原电池：将待测HCl溶液倒入50mL烧杯中，放入少量醌氢醌搅拌，使之成为饱和溶液，插入已处理干净的铂电极及甘汞电极后进行测量。

（2）测量2号原电池：将饱和KCl溶液倒入烧杯中，插入甘汞电极，再将AgNO3(0.02mol·kg-1)溶液倒入另一烧杯中，用盐桥把两个烧杯连接起来，进行测量。

（3）测量3号原电池：将上组中饱和甘汞电极由烧杯中取出，倒掉饱和KCl溶液用水洗净后，将烧杯用0.02mol·kg-1KCl溶液冲洗两次后倒入0.02mol·kg-1KCl溶液并插入AgCl电极，进行测量
五、实验结果
1. 数据记录：室温：26℃
测定值（V）平均值(V)电池号
一次二次三次
10.388950.389000.388330.38876
20.45060
30.49710
2. 由下式计算待测HCl溶液的pH值
因为室温为26℃（299K），所以=0.6884－0.00074(26-25)=0.68766V
=0.2412－7.6×10-4(26-25)=0.24044V
所以待测HCl溶液的pH为：
=0.9875
3. 由下式计算银电极电位
=0.4506+0.24044=0.655V
又：
=0.7999－0.00097=0.79893
所以=0.79893+=0.6982
两式计算结果相近。

4. 由下式计算AgCl溶度积：
Ag＋＋Cl－AgCl(s)
==0.86×0.02=0.0172
所以：lnK sp==－9.7773
所以：K sp=1.67×10-10，查文献得AgCl的K sp=1.77×10-10，实验值与文献值很接近。