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原电池电动势的测定
Ⅰ、目的要求
1、测定C—Zn电池的电动势和C、Zn电极的电极电位。
2、了解可逆电池，可逆电极，盐桥等概念。
3、学会一些电极的制备和处理方法。
Ⅱ、仪器与试剂
NDM-1精密数字直流电压测定仪，
标准电池(惠斯登电池)，
铜棒电极，
锌棒电极，
玻璃电极管2个，
饱和甘汞电极，
氯化亚汞，洗耳球，小烧杯，细砂纸
-3-3-3
ZnSO4(0.100moldm),CuSO4(0.100moldm)，KCl(0.100moldm),饱和KCl
溶液，稀硫酸、稀硝酸。
Ⅲ、实验原理
原电池由正、负两极和电解质组成。从化学热力学得知，在恒温、恒压、可
逆条件下，电池反应有以下关系：
△G=-nFE(11.1)
rm
从式中可知，测得电池的电动势E后，便可求得△G，进而又可求得其他热
rm
力学参数。但须注意，首先要求被测电池反应本身是可逆的，即要求电池的电极
反应是可逆的，并且不存在不可逆的液接界。同时要求电池必须在可逆情况下工
作，即放电和充电过程都必须在准平衡状态下进行，此时只允许有无限小的电流
通过电池。因此，在用电化学方法研究化学反应的热力学性质时，所设计的电池
应尽量避免出现液接界，在精确度要求不高的测量中，常用“盐桥”来减小液接
界电势。
为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，一般均采用电位差计测量电
池的电动势。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能分别测定
出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池电动势。由(11.1)式可推导
出电池电动势以及电极电势的表达式。下面以锌-铜电池为例进行分析。
电池表示式为：Zn∣ZnS0(m)‖CuS0(m)l∣C
4142
当电池放电时：
2+-
负极起氧化反应Zn→Zn(a)+2e
Zn2+
2+-
正极起还原反应C(a)+2e→C
Cu2+
2+2+
电池总反应为Zn+C(a)→Zn(a)+C
Cu2+Zn2+
电池反应的吉布斯自由能变化值为：
(11.2)
纯固体物质的活度等于1，则有：
a(Zn)=a(Cu)=1（11.3）
2+2+
在标准态时，a(Z)=a(Cu)=1，则有：
（11.4）
由(11.1)至(11.4)式可解得：
（11.5）
对于任一电池，其电动势等于两个电极电势之差值，其计算式为：
E=φ(右，还原电势)-φ(左，还原电势)
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