标准电池

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国际上规定的作为电势(位)测量标准的电池。它是由美国电气工程师E.韦斯顿在1892年发明的,故又称韦斯顿电池。

标准电池的正极是硫酸亚汞电极,负极是镉汞齐金属(含有10%或12.5%的镉),电解液是带酸性的饱和硫酸镉水溶液,实际上是饱和的硫酸镉和硫酸亚汞水溶液(见图)。

图

标准电池的表达式为:

镉汞齐

公式 符号

饱和硫酸镉水溶液 (含0.005摩尔/厘米3硫酸)|硫酸亚汞(固)|汞(液)

电池的反应式为:

公式 符号

电池具有高度的可逆性,按严格操作制备的电池的电动势有良好的重现性,并能在多年内维持稳定。20℃时的电动势E20为 1.01864伏。更高有效位数的准确值须由国家计量局进行电动势标定。该饱和式标准电池的电动势温度系数较大,20℃时约为-40微伏/开,故使用时须控制温度。国际上采用的电动势-温度关系式为:

EtE20-0.0000406(t-20)-0.00000095(t-20)2

+0.00000001(t-20)3式中 Ett℃时的电动势;E20为20℃时的电动势,都以伏计。该电池使用寿命长,有的可超过50年。

当电极不变,而以硫酸镉不饱和水溶液(在4℃时为饱和液)为电解液时,则是另一种形式的标准镉电池。其特点是电动势温度系数较小,只有几个微伏/开,使用寿命为10年左右,可作一般实验室测量的电势标准。

标准电池使用时应注意维护,避免短路和振动,也不可通过小电流,因此不能用电压表测电动势。