1 / 32

組員 : 49812036 陳彥樺 實驗儀器 、 步驟 、 操作方式 49812037 趙奕翔 實驗作圖 、 數據處理 49812038 賴亞元 實驗目的 、 原理 、 公式推導

實驗四. 電池的電動式及單極電位的測定. 組員 : 49812036 陳彥樺 實驗儀器 、 步驟 、 操作方式 49812037 趙奕翔 實驗作圖 、 數據處理 49812038 賴亞元 實驗目的 、 原理 、 公式推導. 目的. 了解電位計的測定原理及檢驗方法 測定單極電池 測定電池中兩種電解質的電動勢 測定難溶鹵化鹽類的溶解度積 測定濃差電池的電位差. 原理. 不一樣的電極得失電子程度不相等，有不相同的電位 (Potential)

griffin-townsend
Download Presentation

組員 : 49812036 陳彥樺 實驗儀器 、 步驟 、 操作方式 49812037 趙奕翔 實驗作圖 、 數據處理 49812038 賴亞元 實驗目的 、 原理 、 公式推導

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 實驗四 電池的電動式及單極電位的測定 組員: 49812036 陳彥樺 實驗儀器、步驟、操作方式 49812037 趙奕翔 實驗作圖、數據處理 49812038 賴亞元 實驗目的、原理、公式推導

  2. 目的 • 了解電位計的測定原理及檢驗方法 • 測定單極電池 • 測定電池中兩種電解質的電動勢 • 測定難溶鹵化鹽類的溶解度積 • 測定濃差電池的電位差

  3. 原理 • 不一樣的電極得失電子程度不相等，有不相同的電位(Potential) • 兩電極間串連一檢流計，若檢流計有反應，則可得知有電流通過電路，即二電極間有電位差(PotentialDifference) • 電位之相差差使電流自較高電位電極流向較低電位電極，稱之為電池電動勢(ElectromotiveForce)

  4. 測定電動勢 • 通常在兩點間並聯一伏特計，但伏特計會有部分電流通過而造成電極處產生反應，改變電解質濃度進而影響電池的電動勢 • 電池之內電阻會產生電位降(IRdrop) V = ε - ir • 改用電位計(Potentialmeter)測量，其在平衡狀態下只有極小或沒有電流通過

  5. 波更多夫補償原理(Poggendroffcompensationprinciple)

  6. 類似電位計功能 D

  7. 單極電極的電位 • 以標準電極作為參考，選用標準氫電極(StandardHydrogenElectrode)，令其電位在任何溫度為零 • 標準氫電極製備不易，改用第二參考電極(SecondaryReferenceElectrode) • 此實驗選用Ag/AgCl標準電極 Ag(s)+Cl- AgCl(s)-+e-εo=-0.2225V

  8. 電池的電位 Example. Cd|Cd²+(a=1)||Cu²+(a=1)|Cu Cd電極：氧化反應 Cd(s) Cd²+(a=1)+2e-ε25oC=0.4030V Cu電極：還原反應Cu²+(a=1)+2e-Cu(s)ε25oC=0.3370V 全反應：Cd(s)+Cu2+(a=1)Cd2+(a=1)+Cu(s) εcell=εCd+εCu=0.4030V+0.3370V=0.7400V 電池emf為正值，則反應為自然反應 電池emf為負值，則反應為非自然反應

  9. Nernst Equation aA+bB+……+ne-cC+dD+……

  10. 電動勢計算溶解度積

  11. Ag|AgCl(sat.)||AgNO3(0.1N)|Ag 陽極：Ag→Ag+(C1)+e- 陰極：Ag+(0.1N)+e-→Ag 全反應：Ag+(0.1N)→Ag+(C1) (250C) 可由電動勢ε得到C1濃度 再求得溶解度積Ksp=[Ag+][Cl-]

  12. 濃差電池 Ag|AgNO3(C1)||AgNO3(C2)|Ag 陽極：Ag→Ag+(C1)+e- 陰極：Ag+(C2)+e-→Ag 全反應：Ag+(C2)→Ag+(C1) (250C)

  13. n：濃差離子電荷(此實驗為1) a：活度(activity) f：平均活度係數 C：濃度 其AgNO3濃度和平均活度係數關係(250C)：

  14. 藥品

  15. 配藥

  16. 儀器裝置 電位計 電導線 金屬片:銀、鋅、銅各一 Ag/AgCl參考電極 溫度計 鹽橋U型玻璃管 脫脂棉 砂紙 燒杯(50ml *4、250ml *2)

  17. 標準氫電極 Pt,H2(p=1atm)|[H+]|| 2H+(aq)+2e- H2(g)

  18. Ag/AgCl參考電極 銀線 AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl- ɛ0AgCl/Ag = +0.199V (250C) Ag|AgCl(sat.),KCl|| 電解液: KCl+1M AgNO3 KCl(s)

  19. 電位計組件示意圖

  20. 可變電阻 外加 電壓 Vx 電壓表 內阻

  21. 實驗步驟 鹽橋製作 趁熱倒入 在1N KCl (NH4NO3)中加入3％gelatin 及3％ agar 加熱溶解 可加脫脂棉防止流出 冰浴使之固化

  22. 單極電位的測定 <1> 鋅片 1NZnSO430ml AgCl(s)+e-Ag(s)+Cl- ɛ0AgCl/Ag = +0.199V Ɛ0= -0.763V 1NKCl <2> 銅片 1NCuSO430ml 飽和NH4NO3 30ml Ag/AgCl參考電極 Ɛ0= +0.337V 紀錄溶液溫度

  23. 電池中兩種電解質電動式的測定 e- 銅片 鋅片 1NKCl 1NCuSO430ml 1NZnSO430ml Zn| ZnSO4 | KCl(1N)| CuSO4|Cu 記錄溫度和電位差

  24. 溶解度積的測定 <1> 飽和AgCl溶液 <2> 飽和AgBr溶液 <3> 飽和AgI溶液 銀片 1N KCl 0.1NAgNO3 Ag| AgCl(sat.)| KCl(1N) | AgNO3(0.1N)|Ag

  25. 濃差電池電位差的測定 AgNO3: 1N/0.1N 1N/0.01N 0.1N/0.01N 高濃度者為正(陰)極 飽和NH4NO3 記錄溫度及電位差 Ag|AgCl(sat.)| NH4NO3(sat.)(1N)|AgNO3(0.1N)|Ag

  26. Standard Reduction Potentials : http://www.jesuitnola.org/upload/clark/refs/red_pot.htm

  27. 數據處理 • 1.由1N ZnSO4 、1N CuSO4參考電極的電位，分別計算鋅極與銅極的電位，並與理論值比較，求實驗誤差 • 2.由測定所得到丹尼耳電池的電位,和計算值比較 ←計算值

  28. 3.由飽和AgCl測得之電動勢計算AgCl溶解度積 將實驗值ε帶入式子得ｃ1(AgCl溶液中Ag+和Cl-的濃度) KSP=[Ag+][Cl-] 將ｃ1帶入得KSP

  29. 4.將濃差電池所得的電位差，分別與計算值比較4.將濃差電池所得的電位差，分別與計算值比較 ←計算值 硝酸銀的平均活度係數表(25oC)

  30. 問題討論 • 1.列舉本實驗可能產生誤差的原因和對策 • 2.請討論平均活度係數f及其意義(f>1，f=1，f<1)

  31. 參考資料: 100-2 物理化學實驗 Fundaments of Analytical Chemistry eighth edition Douglas A. Skoog 標準還原電位http://www.jesuitnola.org/upload/clark/refs/red_pot.htm 三用電表的構造 http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/electronics/ http://agriauto.bime.ntu.edu.tw/printed/agrijournal/no.12/12-02.PDF http://140.138.40.170/OptimalWeb/articlesystem/article/compressedfile/ (2001-03-12)%20924%E5%9E%8B%E4%BD%8D%E7%A7%BB%E6%84%9F%E 6%B8%AC%E5%99%A8%E4%BD%BF%E7%94%A8%E8%AA%AA%E6%98%8E. aspx?ArchID=215 電池與電解 http://home.lsjh.tp.edu.tw/jjpong/podcast/elec_chem.pdf 電池電動式的測定http://www.d2zr.com/2010/12/927.html 維基百科 http://wikipedia.tw/

  32. The End …

More Related