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化學(xué)電池的簡單介紹

發(fā)布時(shí)間:2018-01-08 05:08:27 分類:技術(shù)文章 來源: 點(diǎn)擊:次

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化學(xué)電池的簡單介紹

簡單的化學(xué)電池是由兩組金屬-溶液體系組成的。每一個(gè)化學(xué)電池有兩個(gè)電極。分別浸入適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)溶液中,用金屬導(dǎo)線從外部將兩個(gè)電極連接起來,同時(shí)使兩個(gè)電解質(zhì)溶液接觸,構(gòu)成電流通路。電子通過外電路導(dǎo)線從一個(gè)電極流到另一個(gè)電極,在溶液中帶正負(fù)電荷的離子從一個(gè)區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域以輸送電荷,最后在金屬-溶液界面處發(fā)生電極反應(yīng),即離子從電極上取得電子或?qū)㈦娮咏唤o電極,發(fā)生氧化-還原反應(yīng)?! ∪绻麅蓚€(gè)電極浸在同一個(gè)電解質(zhì)溶液中,這樣構(gòu)成的電池稱為無液體接界電池(圖1.a);如果兩個(gè)電極分別浸在用半透膜或燒結(jié)玻璃隔開的、或用鹽橋連接的兩種不同的電解質(zhì)溶液中,這樣構(gòu)成的電池稱為有液體接界電池(圖1.b)。

用半透膜、燒結(jié)玻璃隔開或用鹽橋連接兩個(gè)電解質(zhì)溶液,是為了避免兩種電解質(zhì)溶液的機(jī)械混合,同時(shí)又能讓離子通過。

在化學(xué)電池內(nèi),發(fā)生氧化反應(yīng)的電極稱為陽極,發(fā)生還原反應(yīng)的電極稱為陰極。在圖1.1所示的化學(xué)電池中,陽極和陰極上所發(fā)生的氧化還原反應(yīng)如下:

在上述化學(xué)電池內(nèi),單個(gè)電極上的反應(yīng)稱為半電池反應(yīng)。若兩個(gè)電極沒有用導(dǎo)線連接起來,半電池反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),沒有電子輸出;當(dāng)用導(dǎo)線將兩個(gè)電極連通構(gòu)成通路時(shí),有電流通過,構(gòu)成原電池。為了簡化起見,常符號(hào)來表示化學(xué)電池。圖1.1所示的化學(xué)電池可用符號(hào)表示如下:

用符號(hào)表示化學(xué)電池,習(xí)慣將陽極寫在左邊,陰極寫在右邊。兩邊的垂線表示金屬與溶液的相界。此界面上存在的電位差,稱為電極電位。中間的垂線表示不同電解質(zhì)溶液的界面。該界面上的電位差,稱為液體接界電位。它是由于不同離子擴(kuò)散經(jīng)過兩個(gè)溶液界面時(shí)的速度不同導(dǎo)致界面兩側(cè)陽離子和陰離子分布不均衡而引起的。若兩電解質(zhì)溶液用鹽橋連接,則用兩條垂線表示,用這樣兩條線表示液體接界電位已完全消除。

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