关于对消法测定电池电动势实验中标准电池的讨论

韦斯顿标准电池,作为很长时间里的国际电压标准,为电化学的发展做出了很大贡献。大学物理化学的常见实验“对消法测定电池电动势”即采用了标准电池。然而目前物理化学教材中关于标准电池的内容较为简单,且学生容易将汞齐电极与一般金属电极混淆。本文从标准电池的表达式、电极反应与电池反应出发,利用能斯特方程分析了影响电池电动势的主要因素,讨论了电解质不饱和与饱和时电动势的可逆性、负极标准电极电势的内涵,并结合电池温度系数讨论了电池电动势的稳定性,探讨了对消法实验中标准电池的选择对测量结果的影响。讨论结果弥补了教材和教学中存在的不足,可为同行教学与学生学习提供一定参考。     

标准电池用的硫酸亚汞的电解法制备

硫酸亚汞是作为硫酸镉标准电池中正极的去极剂。饱和硫酸镉标准电池是用来保存和传递电压单位的一种标准量具,它要求具有非常稳定的电动势值。目前国际上高精度饱和标准电池的电动势年变化约0.2微伏。而硫酸亚汞的质量对标准电池的电动势复现性和稳定性起着极重要的作用。因此,对硫酸亚汞的制法进     

第5届全国大学生化学实验邀请赛(试卷C2)实验C2 电动势法测定化学反应的热力学函数

一、基本原理1化学电池电动势和温度系数的测定本实验采用补偿法(也称对消法)测量电池的平衡电动势,在待测电池上并联一个反向的外加电势,调节回路使得通过待测电池的电流趋近于零,测量待测电池的电动势。改变实验温度,测量不同温度下电池的电动势,求出电池电动势与温度的关系,     

韦斯顿标准电池的制造

在电工学、物理学、化学及许多其他科学工作中,常需要一个电位稳定的电池,作为衡量电位的标准,随着祖国各方面建设的飞跃发展,这种需要目前更为普遍而迫切了。最常用的标准电池是韦斯顿电池,就是镉、汞和它们硫酸盐溶液所形成的电池。这种电池在20℃时,如果硫酸镉溶液是饱和的,电位是1,0183伏特。因为它的电极反应是可逆的,除非使它输出稍大的电流,它的电位总是很稳定的,可以维持几年不变。虽然略受温度变化的影响,但可用计算方法校正(温度系数的校正公式书上都有),并且这种变化对一般的应用并不妨碍。     

在298K标准镉汞齐电极的标准电极势

固体金属镉电极和饱和镉汞齐电极的标准电极势,Harned等^[1]已有过综合性的评述.两年前我们^[2]从饱和硫酸镉标准电池在298K的电动势测定值出发,用热力学方法计算得饱和镉汞齐电极和固体金属镉电极的标准电极势值分别为-0.35215绝对伏和-0.40264绝对伏.     

多组分电解质溶液热力学(Ⅳ)——5-45℃ HCl CoCl_2 H_2O体系中HCl的活度系数

测量电池Pt,H_2(g,1atm)|HCl(I_A),CoCl_2(I_B)|AgCl-Ag的电动势,确定了HCl(A) CoCl_2(B) H_2O体系中HCl在总离子强度I=0.5到5.0mole kg~(-1)和温度5—45℃下的活度系数γ_A,其中I_A和I_B分别是HCl和CoCl_2的离子强度。本体系中HCl活度系数为 lgγ_A=(E~0-E)/2k-0.5lg[(1-y_B)(1-y_B/3)I~2] (1)式中k=(RTln10/F),E和E~0分别是电池电动势和标准电动势,y_B是CoCl_2的离子强度分数。测定每种溶液电池在不同温度的电动势顺序,首先测定25℃,然后依次测定15°     

废旧镍镉电池真空蒸馏规律的研究

在实验室条件下，对镍镉电池的真空蒸馏基本规律进行了探索.分析了温度、压力和时间等工艺因素对镍镉分离效果的影响，并对镍镉电池的真空蒸馏机理进行了研究，为废旧镍镉电池资源化提供了理论依据和实验数据.     

混合溶剂中氨基酸热力学性质的研究 Ⅳ.278.15—318.15K下甘氨酸-乙醇-水体系

在混合溶剂中恒定乙醇的质量百分数x=10％,应用电动势法测定了无液接电池(A)和电池(B)的电动势。根据电池(A)和电池(B)的电动势,用传统的Debye-Huckel外推法和我们在前文提出的多项式逼近程序,确定了甘氨酸在278.15—318.15 K范围内5个温度下的第一、第二热力学解离常数,两种方法所得的结果在实验误差范围内一致。并相应计算了该体系的热力学量。     

混合溶剂中氨基酸热力学性质的研究 IV: 278.15-318.15K下甘氨酸-乙醇-水体系

在混合溶剂中恒定乙醇的质量百分数χ=10%, 应用电动势法测定了无液接电池(A)和电池(B)的电动势。根据电池(A)和电池(B)的电动势, 用传统的Debye-Huckel外推法和我们在前文提出的多项式逼近程序, 确定了甘氨酸有278.15-318.15k范围内5个温度下的第一、第二热力学解离常数, 两种方法所得的结果在实验误差范围内一致。并相应计算了该体系的热力学量。     

混合溶剂中氨基酸热力学性质的研究 IV: 278.15-318.15K下甘氨酸-乙醇-水体系

在混合溶剂中恒定乙醇的质量百分数χ=10%, 应用电动势法测定了无液接电池(A)和电池(B)的电动势。根据电池(A)和电池(B)的电动势, 用传统的Debye-Huckel外推法和我们在前文提出的多项式逼近程序, 确定了甘氨酸有278.15-318.15k范围内5个温度下的第一、第二热力学解离常数, 两种方法所得的结果在实验误差范围内一致。并相应计算了该体系的热力学量。     

在不同温度下Cu|CuSO_4|Hg_2SO_4-Hg电池标准电动势的确定

许多作者利用铜电极和汞-硫酸亚汞电极组成电池,研究硫酸铜的热力学性质,但该电池的标准电动势都是用扩展的Debye-Hükel公式外推得到的,由于Debye-Hükel公式中的离子大小参数无法实验直接测定,在选用时会给结果带来某些不确定性。本文测定了5～45℃间隔为10℃的电池。Cu|CuSO_4|Hg_2SO_4~-Hg (A)的电动势,在Pitzer电解质溶液理论基础上,提出了新的确定电池电动势的方法。     

应用离子选择性电极进行溶液热力学研究IV: 氯化钠5-45℃间九个温度下由水至二甲基甲酰胺-水混合溶剂的标准转移Gibbs自由能及转移熵的测定

本文应用钠离子玻璃电极及氯离子选择性电极组成无液界可逆电池, 即Cl^-选择电极|NaCl(m), w或s|Na^+玻璃电极测定电池的标准电动势, 计算NaCl从纯水到DMF-H2O混合溶剂的标准转移Gibbs自由能ΔGt°, 测定相应的电池在5℃至45℃九个温度下的电动势温度系数, 求得标准转移熵ΔSt°. 得出ΔGt°及ΔSt°随有机组份含量及温度变化的规律. 对NaCl由纯水至混合溶剂的溶剂化作用的变化, 及DMF和水的液体结构作了讨论.     

活度系数法测定A2B型难溶盐的溶度积——以Ag2SO4为例

实验假设水溶液中Ag+和SO42－的浓度非常低时,其活度无论处于同一体系还是在不同体系均相同。依此设计原电池,使该原电池的电池反应为Ag2SO4(s)→2Ag+(aq)+SO42－(aq),采用补偿法测量一定温度下此原电池中AgNO3溶液浓度和K2SO4溶液浓度发生变化时的电池电动势E。依据能斯特方程和Debye-Huckel极限公式,推导出原电池标准电动势E?与电解质的平均活度系数γ±及溶液浓度的关系,用外推法作图得到此电池反应的标准电动势E?。由平衡常数与原电池标准电动势的关系,得到Ag2SO4的溶度积Ksp(Ag2SO4)。     

葡萄糖和水混合溶液中多组份电解质溶液热力学I: HCl-NaCl-D-glucose-H2O体系(5-45℃)

本文在恒定葡萄糖质量百分数x=10%的条件下,应用电动势法测定无液体接界电池(A)和电池(B)的电动势: Pt,H2(1.013X10^5 Pa)|HCl(m),D-Glucose(x),H2O(1-x)|AgCl-Ag Pt,H2(1.013X10^5 Pa)|HCl(ｍA),NaCl(ｍA),D-Glucose(x),H2O(1-x)|AgCl-Ag (B) 根据电池(A)电动势确定混合液中的Ag-AgCl电极的标准电极电势,讨论了HCl的迁移性质;利用电池(B)的电动势确定了HCl在该体系中的活度系数γA,结果表明,在恒定总离子强度下,HCl的活度系数服从Harned 规则。在溶液组成恒定时,lgγA是温度倒数1/Τ的线性函数,进一步讨论了混合物中HCl的相对偏摩尔焓,计算了HCl的介质效应。     

混合溶剂中多组分电解质溶液热力学性质的研究Ⅱ.HCl+NaCl+2-propanol+H_2O体系15～45℃

本文在恒定异丙醇摩尔分数x=0.05的条件下,应用电动势法测定无液体接界电池(A)和电池(B)的电动势:Pt,H_2(latm)|HCl(m),2-propanol(x),H_2O(1-x)|Agcl-Ag(A)和Pt,H_2(latm)|HCl(m_A),NaCl(m_B),2-propanol(x),H_2O(1-x)|AgCl-Ag(B)根据电池(A)电动势确定混合溶剂中的Ag-AgCl电极的标准电极电势,讨论了HCl的迁移性质;利用电池(B)电动势确定HCl在该体系中的活度系数γA,在恒定总离子强度下,HCl的活度系数遵守Harned规则。在溶液组成恒定时,logγA是温度倒数1/T的线性函数,讨论了混合物中HCl的相对偏摩尔焓,计算了HCl的一级、二级和总介质效应。     

葡萄糖和水混合溶液中多组份电解质溶液热力学I: HCl-NaCl-D-glucose-H2O体系(5-45℃)

本文在恒定葡萄糖质量百分数x=10%的条件下,应用电动势法测定无液体接界电池(A)和电池(B)的电动势: Pt,H2(1.013X10^5 Pa)|HCl(m),D-Glucose(x),H2O(1-x)|AgCl-Ag Pt,H2(1.013X10^5 Pa)|HCl(ｍA),NaCl(ｍA),D-Glucose(x),H2O(1-x)|AgCl-Ag (B) 根据电池(A)电动势确定混合液中的Ag-AgCl电极的标准电极电势,讨论了HCl的迁移性质;利用电池(B)的电动势确定了HCl在该体系中的活度系数γA,结果表明,在恒定总离子强度下,HCl的活度系数服从Harned 规则。在溶液组成恒定时,lgγA是温度倒数1/Τ的线性函数,进一步讨论了混合物中HCl的相对偏摩尔焓,计算了HCl的介质效应。     

混合溶剂中多组分电解质溶液热力学性质的研究Ⅱ. HCl+NaCl+2-propanol+H2O体系15～45 ℃

本文在恒定异丙醇摩尔分数x=0.05的条件下, 应用电动势法测定无液体接界电池(A)和电池(B)的电动势:Pt, H_2(latm)|HCl(m), 2-propanol(x), H_2O(1-x)|Agcl-Ag (A)和Pt, H_2(latm)|HCl(m_A), NaCl(m_B), 2-propanol(x), H_2O(1-x)|AgCl-Ag (B)根据电池(A)电动势确定混合溶剂中的Ag-AgCl电极的标准电极电势, 讨论了HCl的迁移性质; 利用电池(B)电动势确定HCl在该体系中的活度系数γ_A, 在恒定总离子强度下, HCl的活度系数遵守Harned规则。在溶液组成恒定时, logγ_A是温度倒数1/T的线性函数, 讨论了混合物中HCl的相对偏摩尔焓, 计算了HCl的一级、二级和总介质效应。     

电势法测定KI在CH_3OH-H_2O混合溶剂中的活度系数

用无液接电势电池测定了303.15 K时,KI在甲醇-水混合溶剂中的电动势,用扩展的Debye-Hückel方程及Pitzer方程关联不同溶剂组成下电动势的实验值,得到电池的标准电动势E°和KI在混合溶剂中的活度系数.结果表明,在一定的溶剂比例下,随KI浓度的增大,其平均活度系数先随它的浓度增加而下降,经过一个最低点后又上升;或者随浓度增加而单调递减.当KI浓度固定时,它的平均活度系数随溶剂中甲醇的含量增加而下降.表明KI在甲醇中有微弱的缔合.     

应用离子选择性电极进行溶液热力学研究——Ⅳ.氯化钠在5—45℃间九个温度下由水至二甲基甲酰胺-水混合溶剂的标准转移 Gibbs 自由能及转移熵的测定

本文应用钠离子玻璃电极及氯离子选择性电极组成无液界可逆电池,即Cl~-选择电极|NaCl(m),w 或 s|Na~+玻璃电极测定电池的标准电动势,计算 NaCl 从纯水到 DMF-H_2O 混合溶剂的标准转移 Gibbs 自由能ΔG°_t,测定相应电池在5℃至45℃九个温度下的电动势温度系数,求得标准转移熵ΔS°_t.得出ΔG°_t及ΔS°_t随有机组份含量及温度变化的规律.对 NaCl 由纯水至混合溶剂的溶剂化作用的变化,及 DMF和水的液体结构作了讨论.     

物理化学实验项目改进创新——以“原电池电动势的测定及在热力学上的应用”为例

通过分析电化学法测量化学反应热力学函数变化值实验中测定结果与预期结果偏差大、实验数据重现性差的原因,结合教学实践,采用循环水恒温电动势测定装置,测量锌-铜电池在不同温度下的电动势,进而推导反应热力学函数变化值,以提高教学的实效性,促进学生设计能力和创新能力的发展。