第一篇：實驗3水溶液電位窗口的測定實驗報告

華南師范大學實驗報告

學生姓名

新能源材料與器件 電化學實驗

√驗證 □設計 □綜合 □

學 號 年級、班級 實驗項目 實驗時間 實驗評分

2014

水溶液電位窗口的測定 2016年4月18日

專 業 課程名稱 實驗類型

實驗指導老師 呂東生

一、實驗目的

1.理解電位窗口的意義；

2.掌握陰極極化曲線和陽極極化曲線的使用方法；

3.測量玻碳電極在酸性、中性和堿性溶液中的陽極和陰極極化曲線。

二、實驗原理

水溶液電位窗口：溶液中，電極的析氧電位與析氫電位的差值，稱為該電極在水溶液中的電位窗口(Potential Window)。

研究水溶液電位窗口的意義：電化學窗口越大，特別是陽極析氧過電位越高，對于在高電位下發生的氧化反應和合成具有強氧化性的中間體更有利。另外，對于電分析性能來說，因為電極上發生氧化還原反應的同時，還存在著水電解析出氧氣和氫氣的競爭反應，若被研究物質的氧化電位小于電極的析氧電位或還原電位大于電極的析氫電位，在電極達到析氧或者析氫電位前，被研究物質在陽極上得以電催化氧化或者還原，可以較好的分析氧化或還原過程。但若氧化或還原過程在電極的電勢窗口以外發生，被研究物質得到的信息會受到析氫或析氧的影響，得不到最佳的研究條件甚至根本無法進行研究。

電位窗口的測定：可以應用陰極極化曲線和陽極極化曲線來測定。圖1是某惰性電極在水溶液中的陰極極化(析氫)曲線)和陽極極化(析氧)曲線示意圖。其中析氫或析氧電位使用切線法估求(如圖2)。

圖1是某惰性電極在水溶液中的陰極極化(析氫)曲線)和陽極極化(析氧)曲線示意圖。

圖2.切線法估求析氫或析氧電位

三、實驗器材

CHI電化學工作站；飽和甘汞電極；Hg/HgO電極；Hg/Hg2SO4電極；鉑電極；玻碳電極；三口電解槽；0.2M K2SO4溶液；0.2M H2SO4溶液；0.2M NaOH 溶液

四、實驗步驟

1.預處理玻碳電極，清洗參比電極和鉑電極；

2.在電解槽中倒入其1/3體積的0.2M K2SO4溶液，在電解槽中適當位置放入玻碳電極、鉑電極和飽和甘汞電極；

3.打開CHI電化學工作站，并將其接線與電解槽中三電極接好。打開測試軟件，測量并記錄開路電位。選擇“線性電位掃描技術”功能，輸入參數，Scan Rate(V/s)= 0.005，Sample Interval(V)= 0.001，Quiet Time(sec)= 2，Sensitivity(A/V)= 1e-6，選擇Auto-sensitivity從開路電位掃描到-2.0V。掃速5mV/s。完成后保存實驗結果。

4.等待5min后，測量并記錄電極開路電位。選擇“線性電位掃描技術”功能，輸入參數，Scan Rate(V/s)= 0.005，Sample Interval(V)= 0.001，Quiet Time(sec)= 2，Sensitivity(A/V)= 1e-6，選擇Auto-sensitivity從開路電位掃描到2.0V。掃速5mV/s。完成后保存實驗結果。

5.將電解液更換為0.2M H2SO4，參比電極Hg/Hg2SO4，重復1-4 6.將電解液更換為0.2M NaOH，參比電極Hg/HgO電極，重復1-4 7.清洗電極和電解槽，關閉儀器和電腦。

五、實驗數據處理及分析

(1)對于同一種溶液，將陰極極化曲線和陽極極化曲線作在同一圖中。共三張圖。

圖3.玻碳電極（vs.甘汞電極）在0.2M K2SO4溶液中的陰極極化曲線和陽極極化曲線圖4.玻碳電極（vs.Hg/Hg2SO4）在0.2M H2SO4中的陰極極化曲線和

陽極極化曲線

圖5.玻碳電極（vs.Hg/HgO電極）在0.2M NaOH溶液中的陰極極化曲線和陽極極化曲線

(2)使用切線法估求玻碳電極在每種溶液中的析氫和析氧電位，并比較它們的大小(比較前需要將這些電位換算為相對氫標電位)(飽和甘汞電位0.244V，Hg/HgO電極電位0.114V，Hg/Hg2SO4電極電位是0.614V).①在0.2M K2SO4中

由圖3得析氫電位φc’=－1.528V;析氧電位φb’=1.756V 所以析氫電位φc=-1.528+0.244V=-1.284V 析氧電位φa=1.756+0.244V=2V

②0.2M H2SO4中

由圖4得析氫電位φc’=－1.315V;析氧電位φb’=1.303V 所以析氫電位φc=-1.315+0.614V=-0.701V 析氧電位φa=1.303+0.614V=1.917V

③0.2M NaOH中

由圖5得析氫電位φc’=－1.605V;析氧電位φb’=1.121V 所以析氫電位φc=-1.605+0.114V=-1.491V 析氧電位φa=1.121+0.114V=1.235V

比較可得φa(酸)>φa(中)>φa(堿)φb（酸>φb（中）>φb（堿）

(3)計算玻碳電極在三種溶液中的電位窗。電位窗=φ a-φc 玻碳電極在0.2M H2SO4溶液中的電位窗φ（酸）=2V-(-1.284)=3.284V 玻碳電極在0.2M K2SO4溶液中的電位窗φ（中）=1.917V-（-0.701V）=2.618V 玻碳電極在0.2M NaOH溶液中的電位窗φ(堿)=1.235-（-1.491）=2.726

第二篇：（年7月整理）實驗2.1基爾霍夫定律與電位實驗報告[范文模版]

驗 實驗 2.1

基爾霍夫定律與電位的測定

一、實驗名稱 ：基爾霍夫定律與電位的測定

二、實驗 任務及 目的1.基本實驗任務 學習直流電路中電壓、電流的測量方法；驗證基爾霍夫電流、電壓定律；測量電路中各點的電位。

2.擴展實驗任務 學習判斷故障原因和排除簡單故障的方法。

3.實驗目的 驗證和理解基爾霍夫定律；學習電壓、電流的的測量方法；學習電位的測量方法，用實驗證明電位的相對性、電壓的絕對性。

三、實驗 原理及電路

1.實驗原理 基爾霍夫定律。基爾霍夫電流定律（KCL）：對電路中的任一節點，各支路電流的代數和等于零，即??0 I。基爾霍夫電壓定律（KVL）：對任何一個閉合電路，沿閉合回路的電壓降的代數和為零，即 ?? 0 U。

2.實驗電路 四、實驗 儀器及器件

1.實驗儀器 雙路直流穩壓電源 1 臺，使用正常（雙路輸出電壓是否正確而穩定）；直流電流表 1 臺，使用正常（讀數是否正確）；萬用表 1 臺，使用正常（顯示是否正確而穩定）。

2.實驗器件 電流插孔 3 個，使用正常（不接電流表時，是否電阻為零）；100Ω/2W 電阻 2 個，200Ω/2W 電阻 1 個，300Ω/2W 電阻 1 個，470Ω/2W 電阻 1 個，使用正常。

五、實驗方案與步驟 簡述

1.用萬用表直流電壓檔監測，調節直流穩壓電源兩路輸出分別為 16V 和 8V。

2.按圖 2.1.1 接線，根據計算值，選擇電流表、萬用表合適量程，測量并記錄實驗數據。

R 1

R 2

R 3

+ U S1

– + U S2

– E A * 1 * 2 * 3 B D C I 1

I 2

I 3

圖 2.1.1

基爾霍夫定律實驗電路 F R 4

R 5

六、實驗數據

1.基本實驗內容

圖 2.1.2

基爾霍夫定律 multism11 仿真圖 表 2.1.1

驗證基爾霍夫定律數據記錄及計算 項目

I 1

I 2

I 3

∑ I I

U AB

U BE

U EF

U FA

∑U

U BC

U CD

U DE

U EB

∑U(mA)

(V)

(V)

仿真 值

--

5

0 0

7.833

6.5

1.667

--

0 0

--

18

--

0.5

--

6.5

0 0

測量值

誤差% %

圖 2.1.3

分別以 E、B 為參考點電位、電壓測量 multism11 仿真圖

表 2.1.2

電位、電壓測量數據記錄及計算 項目

V A V B

V C

V D

V E

V F

U AB U BC

U CD

U BE

U DE

U EF

U FA

U AD

（V V）

（V V）

參考點 E

仿真 值

14.333

6.5

7.5

--

0.5

0 0

--

1.667

7.833

--

18

6.5

--

0.5

1.667

--

14.833 3

參考點 E

測量值

誤差% %

參考點 B B

仿真 值

7.833

0 0

1

--

7

--

6.5

--

8.167

7.833

--

18

6.5

--

0.5

1.667

--

14.833

參考點 B B

測量 值

誤差% %

2.擴展實驗 內容

分析擴展試驗任務中常見故障原因。

（1)通電后電路不能工作，任何部分都測不到電壓或電流。

故障原因：電源故障或電源輸入接口接觸不良。

（2 2）通電后電路或儀表某部分冒煙，有異味 以及發燙 等。

故障原因：電路短路。

（3 3）某一部分無電壓或電流，其他部分的電壓電流與理論值不符。

故障原因：電路連接錯誤，某支路開路。

（4 4）將電壓表的表筆放至電路上后，電壓表無指示。

故障原因：表筆沒插好，接觸不良。

（5 5）將電流表接入電路，表針打壞，表頭燒毀。

故障原因：電流表并聯在待測電路兩端。

（6 6）指針式電壓、電流表反向偏轉，不能讀出正確數值。

故障原因：電壓、電流實際方向與指針式電壓、電流表表筆所接方向相反。

（7 7）電壓、電流表指針偏轉角度很小，不能讀出正 確數值。

故障原因：電壓、電流表量程選擇過大。

七、實驗 數據 分析

1.依據實驗結果，進行分析比較，驗證基爾霍夫定律的正確性。

基爾霍夫電流定律：根據圖 2.1.1 電路中所標明的參考方向，有 I 1-I 2-I 3 =0，代入實際數據 17mA-（-5mA）-22mA=0，即 ??0 I，得證。

基爾霍夫電壓定律：根據圖 2.1.1 電路中所標明的參考方向，有 U AB +U BE +U EF +U FA =0，代入實際數據7.833V+6.5V+1.667V+(-16V)=0,即 ?? 0 U，得證。

2.依據實驗結果，分析電壓和電位的關系。

例如以 E 為參考點，V A =14.33V，U AB =7.833V；以 B 為參考點，V A =7.833V，U AB =7.833V。可見，電位值的大小與參考點的選取有關，具有相對性。而兩點間的電壓值與參考點無關，具有絕對性。

3.誤差分析

誤差見測試數據表格中，最大誤差為 XX。

4.產生誤差的原因

（1 1）

測量儀器的 精確度。33/4 位 萬用表（最大量程 3999）），基本直流精度 度 0.05% ；電流表（我國電工儀表分 0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，0 5.0 七個等級））。

（2 2）待測電路器件的精度。

電路采用 4 E24 系列電阻，精度為 5%

（3 3）

測量方法。

選取合適量程和正確讀數。

5.減小誤差的措施

（1 1）

從測量儀器上，正確使用和讀數。

（2 2）從電路器件上，簡化電路連線。

（3 3）從測量方法上，多次測量取平均值。

八、存在問題的分析與處理

1.實驗中遇到的問題與處理 略 九、實驗的收獲和體會

驗證了基爾霍夫定律，證明了電位的相對性和電壓的絕對性，學習了直流電路中電壓電流的測量和故障排除，等等。

說明 ：以上 9 9 部分都齊全 A+5 =95 分 ；無擴展內容最多 B+0 =80 分 ； 即 無誤差分析 又 無總結 B B--0 =70 分 ； ∑I I、U ∑U 不近似為 0 0、參考點電位不為 0 0 等數據錯誤以及抄襲 最多給 給 C C0 =60 分。

第三篇：無機化學測定實驗報告

無機化學測定實驗報告

實驗名稱：室溫：氣壓：

年級組姓名實驗室指導教師日期 基本原理（簡述）：

數據記錄和結果處理：

問題和討論

附注：

指導教師簽名

第四篇：電極電位的測量實驗報告

實驗一：電極電位的測量

一． 實驗目的

1.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以及工作原理

3.知道電化學工作站與計算機的搭配使用方法

二． 實驗原理

電極和溶液界面雙電層的電位稱為絕對電極電位，它直接反應了電極過程的熱力學和動力學特征，但絕對電極電位是無法測量的。在實際研究中，測量電極電位組成的原電池的電動勢，而測量電極電位所用的參考對象的電極稱為參考電極，如標準氫電極、甘汞電極、銀-氯化銀電極等，該電池的電動勢為：

E＝φ待測－φ參比 上述電池電動勢可以使用高阻抗的電壓表或電位差計來計量

在該實驗中，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，收集數據，可得到相同溫度不同濃度的兩條開路電位隨時間變化曲線、相同濃度不同溫度的兩條開路電位隨時間變化曲線。可以用電極電勢的能斯特方程討論溫度對于電極電勢的影響

三． 實驗器材

電化學工作站；電解池；甘汞電極；玻碳電極；水浴鍋

鐵氰化鉀／亞鐵氰化鉀溶液（摩爾比1:1和1:2）（支持電解質為1M KCl）；砂紙；去離子水

四． 實驗步驟

1.在玻碳電極上蘸一些去離子水，然后輕輕在細砂紙上打磨至光亮，最后再用去離子水沖洗。電化學工作站的電極也用砂紙輕輕打磨

2.在電解池中加入鐵氰化鉀／亞鐵氰化鉀溶液至其1/2體積，將玻碳電極和甘汞電極插入電解池中并固定好，將兩電極與電化學工作站連接好，綠色頭的電極連接工作電極，白色頭的電極連接參比電極。

3.點開電化學工作站控制軟件，點擊 setup—技術（technique）—開路電壓—時間，設置記錄時間為5min，記錄數據時間間隔為0.1s，開始進行數據記錄，完成后以txt形式保存實驗結果。

4.將電解池放入45度水浴鍋中，再重復一次步驟2和步驟3。

5.將電解液換成鐵氰化鉀／亞鐵氰化鉀溶液（1:2）后重復一次步驟2至4 6.實驗結束后清洗電極和電解池，關好儀器設備，打掃衛生。

五． 實驗數據處理及分析

1.在同一個圖中作出相同溫度不同濃度的兩條開路電位隨時間變化曲線 1)常溫（25℃），鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液(摩爾比1:1和1:2)條件下：

2)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間變化曲線；

1)

10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液摩爾比1:1，常溫（25℃）：45℃條件下： 2)10mM鐵氰化鉀/亞鐵氰化鉀溶液摩爾比1:2，常溫（25℃），45℃條件下：

3.應用能斯特方程討論溫度和濃度對開路電位的影響。

分析：在常溫下，開路電壓隨著鐵氰化鉀：亞鐵氰化鉀的比例的的增加而降低。上述電極反應的能斯特方程為：E=EΘ+ RT/F *ln(Fe3+/Fe2+)Fe3+:Fe2+的比例由1:1變為1:2，而其他條件保持不變，故電極電勢下降,此時EFe(CN)6]3?:Fe(CN)6]4?=1:2 < EFe(CN)6]3?:Fe(CN)6]4?=1:1。

分析：在鐵氰化鉀和亞鐵氰化鉀的比例為1:1和1:2的情況下，常溫的開路電壓都比高溫的開路電壓要高。因為隨著溫度的升高，電極電勢降低。在相同濃度時，0ln(a[Fe(CN)6]3-/a[Fe(CN)6]4-)?由于活度比是負值，所以T越小，減去的值越小.此處的開路電壓是Fe3+／Fe2+電極與飽和甘汞電極電極電勢的差值。六，討論與思考：

1.實驗過程，玻碳電極可能吸附有上次實驗的雜質等，需用砂紙進行打磨。2.影響電極電位的原因有電極本身的性質、溫度，濃度，PH等。3.甘汞電極要及時補充飽和KCL 4.接線不得反接，綠色頭的電極連接工作電極，白色頭的電極連接參比電極。

第五篇：物理實驗報告-穩態法導熱系數測定實驗

穩態法導熱系數測定實驗

一、實驗目的

1、通過實驗使學生加深對傅立葉導熱定律的認識。

2、通過實驗，掌握在穩定熱流情況下利用穩態平板法測定材料導熱系數的方法。

3、確定材料的導熱系數與溫度之間的依變關系。

4、學習用溫差熱電偶測量溫度的方法。

5、學習熱工儀表的使用方法

二、實驗原理

平板式穩態導熱儀的測量原理是基于一維無限大平板穩態傳熱模型，這種方法是把被測材料做成比較薄的圓板形或方板形，薄板的一個表面進行加熱，另一個表面則進行冷卻，建立起沿厚度方向的溫差。

三、實驗設備

實驗設備如圖2所示。

圖2平板式穩態法導熱儀的總體結構圖

1.調壓器2.銅板3.主加熱板 4.上均熱片 5.中均熱片

6.下均熱片7.熱電偶 8.副加熱板 9.數據采控系統 10.溫度儀表 11.試樣裝置 12.循環水箱電位器 13.保溫材料 14.電位器

鍵盤共有6個按鍵組成，包括為“5”、“1”、“0.1”3個數據鍵，“±”正負號轉換鍵，“RST”復位鍵，“ON/OFF”開關鍵。

數據鍵：根據不同的功能對相應的數據進行加減，與后面的“±”正負號轉換鍵和“shift”功能鍵配合使用。“±”正負號轉換鍵：當“±”正負號轉換鍵為“+”時，在原數據基礎上加相應的數值；為“-”時，減相應的數值。“RST”復位鍵：復位數據，重新選擇。

控制板上的四個發光二極管分別對應四路熱電偶，發光二極管發光表示對應的熱電偶接通。由一臺調壓器輸出端采用并聯方式提供兩路輸出電壓，電位器對每路輸出電壓進行調整，作為兩個加熱板的輸入電壓。

四、實驗內容

1、根據提供的實驗設備儀器材料，搭建實驗臺，合理設計實驗步驟。調整好電加熱器的電壓(調節調壓器)，并測定相關的溫度及電熱器的電壓等試驗數據。

2、對測定的實驗數據按照一定的方法測量進行數據處理，確定材料的導熱系數與溫度之間的依變關系公式。

3、對實驗結果進行分析與討論。

4、分析影響制導熱儀測量精度的主要因素。

5、在以上分析結論的基礎之上盡可能的提出實驗臺的改進方法。

五、實驗步驟

1、利用游標卡尺測量試樣的長、寬、厚度，測試樣3個點的厚度，取其算術平均值，作為試樣厚度和面積。

2、測量加熱板的內部電阻。

3、校準熱工溫度儀表。

4、向水箱內注入冷卻水。

5、通過調整電位器改變提供給主加熱板和副加熱板的加熱功率，通過4位“LED”顯示主加熱板和副加熱板的溫度，根據主加熱板的溫度，調整電位器改變施加在副加熱板的電壓，使副加熱板的溫度與主加熱板的溫度一致。利用數字電壓表測量并記錄主加熱板電壓。

6、在加熱功率不變條件下, 試樣下表面和循環水箱下表面的溫度波動每5min不超過±1℃時，認為達到穩態。此時，記錄主加熱板溫度、試樣兩面溫差。

7、通過數據鍵輸入試樣面積、厚度等相關參數，由試樣面積、厚度、主加熱板的電阻、電壓、上表面溫度及上均熱片的上表面溫度獲得試樣的導熱系數。

8、改變電位器改變提供給主加熱板和副加熱板的加熱功率件，重復步驟(5至7)測量并記錄多個溫度下的材料導熱系數。

9、關掉電源。

六、實驗要求

1、采用精度不低于0.05 mm的厚度測量工具(游標卡尺)，沿試樣四周測量四處的厚度，取其算術平均值，作為實驗前試樣厚度。

2、用酒精將試件及均熱片擦洗干凈并晾干，晾干后在其上均勻涂抹導熱油。

3、用調壓器將電壓調至一定值，保持不變，經一段時間后，待跟試件上下表面接觸的銅片各點溫度為一定值時，即導熱過程達到穩定后記錄各點溫度及電熱器的電壓。

4、改變電加熱器的電壓(調節調壓器)，即改變電熱器熱量使之維持在另一個數值上，跟試件上下表面接觸的銅片各點溫度達到新的穩定狀態后，重復第3項的測量。

5、用最小二乘法計算不同橡膠材料的導熱系數隨溫度變化的關系式。

五、實驗報告要求

1、材料溫度可取材料上下表面溫度的平均值，即，其中：Tw1為試樣材料下表面溫度，Tw2為試樣上表面溫度。

2、實驗報告需用專用的實驗報告用紙進行書寫；

3、實驗報告中必須包含實驗目的和實驗步驟；

4、實驗報告中必須包括實驗數據的記錄；

5、實驗報告中必須包括實驗數據處理的具體步驟，并有材料的導熱系數隨溫度變化的關系式及關系曲線圖；

6、實驗報告中必須有對實驗數據結果的分析。