─Electromotive Force of Galvanic Cell 原电池电动势的测定及其应用 ─Electromotive Force of Galvanic Cell 化学系基础实验中心
实验目的 测定Zn-Cu电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势 学会一些电极的制备和处理方法 掌握电位差计的测量原理和正确使用方法 分析测量结果和理论值的差异，并给出可能的误差来源
基本原理 I. 原电池测定时需要达到的几个基本条件 可逆条件 不存在不可逆的液接界 电池反应是可逆的 盐桥 对消法 （正负离子淌度接近） （电位差计） 盐桥 （正负离子淌度接近） 可逆条件
基本原理 II. Zn-Cu电池的工作原理 负极 正极 离子活度系数 P382
仪器 试剂 针筒 UJ-25型电位差计 连接导线 标准电池（1964） 恒电流仪 检流计（指零仪） 镀铜溶液 干电池组（3V） 饱和硝酸亚汞（汞） 硫酸锌水溶液(0.1 molL-1) 硫酸铜水溶液(0.1, 0.01 mol L-1) 饱和KCl溶液 0.1 mol L-1 HCl UJ-25型电位差计 标准电池（1964） 检流计（指零仪） 干电池组（3V） 饱和甘汞电极 电极管（两根） Cu、Zn、Ag、Pt电极 电极架 电镀装置
实验 I. 电极制备 A. Ag/AgCl电极 Ag丝：氨水内浸泡 自来水和蒸馏水清洗 10-15 min 注意：饱和AgCl的添加 *Ag/AgCl制备完成之后需要在含饱和AgCl和一定浓度的KCl溶液中老化1-2天。因此这里制备的主要目的是了解操作过程，并和饱和甘汞为参比时的精度做比较。 *阳极氧化电流为-0.6 ～ -0.8 mA (恒电流氧化) Ag丝 Pt电极 Ag丝：氨水内浸泡 自来水和蒸馏水清洗 10-15 min 注意：饱和AgCl的添加
Ag/AgCl电极在大电流阳极氧化时的SEM照片 -5.0 mA, 10 s Ag/AgCl电极在大电流阳极氧化时的SEM照片 （Left）低倍形貌（Right）5000倍
Ag/AgCl电极在小电流阳极氧化时的SEM照片 -0.70 mA, 10 min Ag/AgCl电极在小电流阳极氧化时的SEM照片 （Left）低倍形貌（Right）5000倍
实验 I. 电极制备 B. Zn电极 Zn－Cu电池构建示意图 实验装置里的夹子换成了玻璃珠 Zn－Cu电池构建示意图
实验 I. 电极制备 C. Cu电极 Cu电极制备的过程中为恒电流电镀：-10. 0 mA，时间1h 以上（一般为3 h）。 实验装置里的夹子换成了玻璃珠
实验 II. 电池的测量 A. 电池组合
实验 II. 电池的测量 B. 电动势测定－检流计 注意：检流计里悬挂镜子的张丝很细，对张丝的保护是本实验的要点之一
实验 II. 电池的测量 B. 电动势测定－电位差计 电路中的电流限定在0.0001A!
实验 II. 电池的测量 B. 电动势测定－标准电池（P269） 性能指标 饱和式 不饱和式 可逆性 好 差 重现性 稳定性 温度系数 高 很小 测量精度 低 操作性 较低 方便 饱和式标准电池结构示意图 负极 正极
注意：粗检测时光标在一小格范围内，才能用细检测按钮！ 实验 II. 电池的测量 B. 电动势测定－连接和测量 *注意正负极 *注意标准电池预设补偿旋钮后两位的设定(校正公式P198) *先使标准电池一路为零，然后再测未知电池 *注意未知电池的预设值(计算) 注意：粗检测时光标在一小格范围内，才能用细检测按钮！
数据处理 计算饱和甘汞在实验温度下的电极电势 根据与饱和甘汞组成电池的测量值，分别计算Cu和Zn的 温度/oC 电极电势/V 温度系数 AgAgClKCl(饱和) 25 0.1981 =-1.010-3 SCE(饱和甘汞) 0.2415 =-7.6110-4 Cu2+/Cu 0.3419 =-1.610-5 Zn2+/Zn -0.7627 =0.100 =0.62 计算饱和甘汞在实验温度下的电极电势 根据与饱和甘汞组成电池的测量值，分别计算Cu和Zn的 根据有关公式计算Zn-Cu电池的理论电动势E理，并与实验值E实进行比较
思考题 Ag/AgCl电极制备过程中，在阳极氧化之后为什么表面会有紫褐色的氧化层？ 新鲜制备的Cu电极表面是什么颜色？ Ag/AgCl电极的电极管中有饱和AgCl的原因？ Ag/AgCl电极为什么必需放在电极管里，而不能直接放在盐桥里测试？ 标准电池本身不能倒置？ 浓差电池的电动势测量过程中，会有不断下降的现象，其原因可能是什么？ 检流计光点总向一个方向偏转，可能原因是什么？