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。分別浸入適當的電解質溶液中，用金屬導線從外部將兩個電極連接起來，同時使兩個電解質溶液接觸，構成電流通路。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域移動到另一個區域以輸送電荷，最后在金屬-溶液界面處發生電極反應，即離子從電極上取得電子或將電子交給電極，發生氧化-還原反應。　　如果兩個電極浸在同一個電解質溶液中，這樣構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玻璃隔開的、或用鹽橋連接的兩種不同的電解質溶液中，這樣構成的電池稱為有液體接界電池（圖1.b）。

用半透膜、燒結玻璃隔開或用鹽橋連接兩個電解質溶液，是為了避免兩種電解質溶液的機械混合，同時又能讓離子通過。

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

在上述化學電池內，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，沒有電子輸出；當用導線將兩個電極連通構成通路時，有電流通過，構成原電池。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過兩個溶液界面時的速度不同導致界面兩側陽離子和陰離子分布不均衡而引起的。若兩電解質溶液用鹽橋連接，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。