关于原电池原理

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  • 在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的,才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。为吉布斯反应自由能增量(焦);F为法拉第常数=96500库=26.8安·小时;n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。实际上,当电流流过电极时,电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上通过的电流)越大,极化越严重。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。极化的原因有三:①由电池中各部分电阻造成的极化称为欧姆极化;②由电极-电解质界面层中电荷传递过程的阻滞造成的极化称为活化极化;③由电极-电解质界面层中传质过程迟缓而造成的极化称为浓差极化。减小极化的方法是增大电极反应面积、减小电流密度、提高反应温度以及改善电极表面的催化活性。
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  • 锌失去电子显正电,两极产生电贺差,电子向铜极流
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  • 原电池,是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池,是电化电池的一种,其电化反应不同逆转,即是只能将化学能转换为电能,简单说就即是不能重新储存电力,与蓄电池相对。  将化学能转变成电能的装置。所以,根据定义,普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。组成原电池的基本条件是:将两种活泼性不同的金属(或石墨)(Pt和石墨为惰性电极,即本身不会得失电子)用导线连接后插入电解质溶液中。电流的产生是由于氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行的结果。一般情况下,原电池中,较活泼的金属做负极,较不活泼的金属做正极。负极本身易失电子发生氧化反应,电子沿导线流向正极,正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发生还原反应。在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。 原电池的形成原理是:有电解质溶液,有活动性不同的金属或非金属,要形成闭和回路。因为ZN比CU活动性强,根据原电池的性质,活动性强的失去电子,变为正价,是正极,而CU那边是得电子,注意不是CU得电子,而是H离子得到电子,变成H2。所以在电解质溶液中H离子往CU方向移动,阴离子(如SO4 2-等)就往ZN移动(正极是Cu 负极是Zn) 实验过程:第一步,把铜片单独放进硫酸中。无气泡;第二步,把锌片单独放进硫酸中,有气泡---锌与稀硫酸发生置换反应,生成氢气;第三步,把铜片和锌片用导线相连,中加加一个电流表,然后放进硫酸中,电流表指针偏转,铜片上有气泡产生,注意此时锌片上也有。理论上说,锌片上是没有的,但是实验室中的锌片不纯,即便是纯净的锌片,也会产生气泡的,因为总会有氢离子在锌片上直接得电子的。 ...... http://baike.baidu.com/view/61786.htm
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  • 没连之前,锌和酸反应,产生氢气,导线相连后,锌里的电子转移到铜上,所以氢离子在铜那里得电子产生氢气,主要是酸和金属反应的速率还是把电子传到铜那里后的速率快,所以是电子传到铜那里去生成氢气
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