化學電池的簡單介紹

化學電池的簡單介紹

簡單的化學電池是由兩組金屬-溶液體系組成的。每一個化學電池有兩個電極。分別浸入適當?shù)碾娊赓|(zhì)溶液中，用金屬導線從外部將兩個電極連接起來，同時使兩個電解質(zhì)溶液接觸，構(gòu)成電流通路。電子通過外電路導線從一個電極流到另一個電極，在溶液中帶正負電荷的離子從一個區(qū)域移動到另一個區(qū)域以輸送電荷，最后在金屬-溶液界面處發(fā)生電極反應，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?！　∪绻麅蓚€電極浸在同一個電解質(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電解質(zhì)溶液，是為了避免兩種電解質(zhì)溶液的機械混合，同時又能讓離子通過。

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

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

用符號表示化學電池，習慣將陽極寫在左邊，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散經(jīng)過兩個溶液界面時的速度不同導致界面兩側(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。