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電極電位(原理,方法,原電池,電極反應,電池反應)
作者:佚名  文章來源:醫(yī)學全在線  點擊數(shù)  更新時間:2007/8/31 11:33:21  文章錄入:凌林  責任編輯:凌云

( 關(guān)鍵詞:電極電位,原電池,電極反應,電池反應,標準氫電極,標準電極電位,能斯特方程式, )

一、原電池

  將鋅片插入CuSO4溶液中,鋅片上的Zn原子失去電子成為Zn2+而溶解;溶液中的Cu2+得到電子成為金屬Cu在鋅片上析出,即發(fā)生如下的氧化還原反應:

  反應中電子從鋅原子轉(zhuǎn)移給銅離子。由于鋅片和硫酸銅溶液直接接觸,溶液中銅離子無秩序地自由運動,使得

  Zn和Cu2+之間電子的轉(zhuǎn)移是直接的、無序的,不能定向地形成電流,化學能都以熱的形式散失在環(huán)境之中。

  如果我們采用一個裝置(圖6-1),使鋅原子上的電子不直接轉(zhuǎn)移給銅離子,而是使還原劑Zn失去的電子沿著一條金屬導線轉(zhuǎn)移到氧化劑Cu2+上。這樣,在導線中就有電流通過。

圖6-1 銅鋅原電池

  這個裝置是在盛有ZnSO4與CuSO4溶液的燒杯中分別插入鋅片和銅片。兩個溶液用鹽橋相連。鹽橋是一支U形管,通常充滿用KCL(或KNO3)飽和了的瓊脂膠凍。用導線聯(lián)接兩個金屬片,并在導線中串聯(lián)一個靈敏的電流計。通過實驗可以看到:

  電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明金屬導線上有電流通過。根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的方向,可以確定鋅片為負極,銅片為正極。

  鋅片開始溶解,而銅片上有金屬銅沉積上去。

  取出鹽橋,電流計指針回到零點,放入鹽橋,電流計指針又偏轉(zhuǎn)。

  對上述實驗現(xiàn)象可作如下分析:

  鋅片溶解說明鋅片失去電子,成為Zn2+進入溶液。

  Zn→Zn2++2e-

  電子由鋅片經(jīng)金屬導線流向銅片,溶液中Cu2+從銅片上得到電子成為銅原子在銅 片上析出。

  Cu2++2e-→Cu

  鹽橋的溝通電路,使反應順利進行。因為隨著反應的不斷進行,在ZnSO4溶液中,Zn2+增多,溶液帶正電荷;在CuSO4溶液中,由于Cu2+變?yōu)镃u,Cu2+減少,溶液帶負電荷。這樣將阻礙Zn的繼續(xù)氧化和Cu2+的繼續(xù)還原。由于鹽橋的存在,其中CL-向ZnSO4溶液擴散,K+則向CuSO4溶液擴散,分別中和過剩的電荷,使兩溶液維持電中性,保證了氧化還原反應持續(xù)進行。

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