電位差計在化學(xué)實驗中應(yīng)用非常廣泛,主要用于測定電動勢和校正各種電表。國產(chǎn)的電位差計常見的有學(xué)生型、701型、UJ-l型、UJ-2l型、UJ_25型、UJ_34型、UJ_9型等。其中有些屬于低電阻電位差計,而UJ-2l型、UJ_25型、UJ_34型、UJ_9型屬于高電阻直流電位差計。可根據(jù)待測體系不同選用不同類型的電位差計。一般地,高電阻體系選用高電阻電位差計,低電阻體系選用低電阻電位差計。

一、工作原理

電位差計是根據(jù)補償法(也稱對消法)測量原理設(shè)計的一種平衡式電壓測量儀器。

電池電動勢不能直接用伏特計來測量。因為電池與伏特計聯(lián)接后有電流通過,就會在電極上發(fā)生電極極化,結(jié)果使電極偏離平衡狀態(tài)。另外,電池本身有內(nèi)阻,所以伏特計所

測得的僅是不可逆電池的端電壓。測量電池電動勢只能在無電流通過的情況下進行,需用補償法(或稱對消法)來測定電池電動勢。

對消法的測量原理是在待測電池上并聯(lián)一個大小相等、方向相反的外加電勢差,這樣待測電池中沒有電流通過,外加電動勢的大小即等于待測電池的電動勢。

二、電位差計的使用方法

UJ-21型高阻直流電位差計的板面示意圖如圖II_27所示。

l.準(zhǔn)備工作

使用電位差計前先將換向開關(guān)?放在“斷"位置,將左下方的3個粗、細、短按?、?、?全部松開。按圖1I-27的相應(yīng)位置連接檢流計、工作電池、標(biāo)準(zhǔn)電池及待測池。連接時除檢流計不分正負極外,其他電池都有正、負極,連接時注意正、負極位置要接錯。

2.調(diào)整工作電流

首先將標(biāo)準(zhǔn)電池溫度補償旋鈕①、②調(diào)到標(biāo)準(zhǔn)電池在實驗溫度下的電動勢值;然后將換向開關(guān)〇旋在“標(biāo)準(zhǔn)"位置上,按下“粗調(diào)''按鈕,此時檢流計光點發(fā)生偏轉(zhuǎn),立即松開按鈕。根據(jù)光點偏轉(zhuǎn)方向由大至小地調(diào)節(jié)可變電阻R(即從旋鈕③至旋鈕⑦),反復(fù)多次按“粗調(diào)"按鈕及調(diào)R,直至檢流計光點偏轉(zhuǎn)不明顯,再按“細調(diào)"按鈕,調(diào)可變電阻R,直至檢流計光點不發(fā)生偏轉(zhuǎn)為止。此時工作電流為一確定值。

3.測量待測電池電或動勢

將換向開關(guān)〇轉(zhuǎn)至“未知'位置上,首先按“粗調(diào)"按鈕,依次調(diào)節(jié)⑧~?,測量旋鈕,使檢流計光點偏轉(zhuǎn)不明顯,再按“細調(diào)"按鈕,調(diào)節(jié)測量旋鈕,使檢流計光點不偏轉(zhuǎn)為止。從⑧~?測量旋鈕相對應(yīng)的讀數(shù)窗孔內(nèi)讀出待測電池電動勢的各位數(shù)字。

若在測定過程中,檢'流計的光點一直往一個方向偏轉(zhuǎn),找不到平衡點,這可能是由于下列原因引起:①電池的正負極接錯;②線路接觸不良;③導(dǎo)線有斷路;④工作電池電壓不夠。應(yīng)該進行檢査,排除故障后重新進行測定。