電極電位的測量

華南師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：藍(lán)廣源學(xué)號(hào)：20120010011專業(yè)：新能源材料與器件勷勤創(chuàng)新班指導(dǎo)老師：呂東生課程名稱：電化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：《電極電位的測量》合作組員：黃日權(quán)、熊杏萍、梁培彬?qū)嶒?yàn)時(shí)間：2014-03-26實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?．理解電極電位的意義及主要影響因素。2．熟悉甘汞參比電極的性能及工作原理。3．知道電化學(xué)工作站與計(jì)算機(jī)的搭配使用方法。二，實(shí)驗(yàn)原理：電極和溶液界面雙電層的電位稱為絕對(duì)電極電位，它直接反應(yīng)了電極過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特征，但絕對(duì)電極電位是無法測量的。必須使用兩只電極，通過測定電動(dòng)勢的方法測量其電極電位，這樣測得的電極電位為相對(duì)電極電位，或電極電位。而測量電極電位所用的參考對(duì)象的電極稱為參考電極，如標(biāo)準(zhǔn)氫電極、甘汞電極、銀-氯化銀電極等，它們都可以測量和計(jì)算得到。因此，在測量電極電位時(shí)，把參比電極和被測電極組成電池，用高內(nèi)阻電壓表測量該電池的開路電壓，則此開路電壓就是被測電極相對(duì)于這一參比電極的電極電位，由于參比電極電位已知，所以通過電池的開路電壓可以計(jì)算出被測電極的電位。用公式表示為，該電池的電動(dòng)勢為：E=|φ待測–φ參比|在該實(shí)驗(yàn)中，采用甘汞電極為研究電極，鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀為測量電極。在1mol的KCl支持電解質(zhì)下，分別用10mM摩爾比1:1和1:2的鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液在常溫（27℃）以及45℃下測量，收集數(shù)據(jù)，可得到相同溫度不同濃度的兩條開路電位隨時(shí)間變化曲線、相同濃度不同溫度的兩條開路電位隨時(shí)間變化曲線。三，實(shí)驗(yàn)器材：CHI電化學(xué)工作站；電解池；甘汞電極；玻碳電極；水浴鍋；10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)(支持電解質(zhì)為1MKCl)；計(jì)算機(jī)；250ml容量瓶；玻璃棒；濾紙；電子天平；去離子水；膠頭滴管；小燒杯；細(xì)砂紙；棉花。四，實(shí)驗(yàn)步驟：1.用電子天平分別準(zhǔn)確稱量鐵氰化鉀0.41g、0.27g，亞鐵氰化鉀0.53g、0.70g，KCl9.31g；配制好250ml10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)，備用；2.將玻碳電極輕輕在細(xì)砂紙上打磨至光亮，使用去離子水沖洗干凈；電化學(xué)工作站的兩極也用細(xì)砂紙稍稍打磨；3.在電解池中加入其2/3體積的10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(1:1)；將玻碳電極和甘汞電極插入電解池中并用棉花固定好，將兩電極與電化學(xué)工作站連接好，此時(shí)測定環(huán)境溫度為常溫；4.點(diǎn)開工作站控制軟件，選擇“開路電位測量”功能，設(shè)置“記錄時(shí)間”為5min，完成后保存實(shí)驗(yàn)結(jié)果；5.將電解池放入450C水浴鍋中，約5min后待電解池與水浴鍋溫度一致，再重復(fù)一次步驟3和4；6.將電解液換成10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(1:2)后，再重復(fù)一次步驟3至5；.7.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后清洗電極和電解池，關(guān)好儀器設(shè)備。五，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析：在同一個(gè)圖中作出相同溫度不同濃度的兩條開路電位隨時(shí)間變化曲線；常溫（27℃），10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)條件下：45℃，10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)條件下：2.在同一圖中作出相同濃度不同溫度測量的兩條開路電位隨時(shí)間變化曲線；10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液摩爾比1:1，常溫（27℃）：45℃條件下：10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液摩爾比1:2，常溫（27℃）：45℃條件下：3.應(yīng)用能斯特方程討論溫度和濃度對(duì)開路電位的影響。(φ?[Fe(CN)6]3?/[Fe(CN)6]4?=0.36V)根據(jù)能斯特方程：=1\*GB3①如圖1）、2）在相同溫度時(shí)，因?yàn)殍F氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液=1:1（摩爾比），此時(shí)設(shè)為1；而當(dāng)鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液=1:2，需要加上一個(gè)負(fù)值，此時(shí)為2，1>2。所以兩種恒定溫度下，1:1比例的曲線均高于1：2曲線。=2\*GB3②如圖3）、4）在相同濃度時(shí)，由于活度比是負(fù)值，所以T越小，減去的值越小。所以兩種恒定濃度下，27℃的曲