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📜  原电池

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:56:12.864000             🧑  作者: Mango

原电池

电化学是探索从自发的化学反应中释放出来的能量产生电能，利用电能引起非自发的化学反应。一种物质失去电子而另一种物质得到电子的化学反应称为氧化还原反应。在这种情况下，由于电流而发生电子转移。有两种类型的电池——原电池和电解电池。本文将介绍对原电池的理解，它在氧化还原反应和应用的帮助下的工作。

电化学系统是一种将自发反应的化学能转化为电能的装置。具有几乎恒定电动势的电化学电池称为标准电池。

原电池

这些电池因其许多实际应用而大量进口。原电池的一个早期例子是英国化学家约翰丹尼尔斯于 1836 年发明的丹尼尔斯电池。

Daniel 的电池是根据氧化还原反应构建的：

Zn(s) + Cu² + (aq)+ → Zn² + (aq)+ Cu(s)

在这些电池中，氧化和还原反应发生在称为半电池的自主容器中，并且氧化还原反应是自发的。电能是在类似反应中产生的。原电池的一般表示：

M 2 (s)/M₂ n+ (aq) || M₂ n+ (aq)/M₂(s)

阳极→氧化

阴极→还原

使用的传统金属：锌和铜

伽伐尼发现，如果将两种金属浸入盐溶液中并用电线连接或用 n 接触，电流就会使肌肉运动。

  • Daniel 电池是一种原电池，其中锌和铜用于氧化还原键合。
  • 电子从阳极流出到阴极。在外部电路中，负极性指定为阳极，正极性指定为阴极，
  • 少量的每种金属溶解形成相应的 Zn 和 Cu 离子，导致氧化还原反应。

Zn° → Zn² + + 2e

Cu² + + 2e – → Cu

  • 电子通过肌肉从 Zn 转移到 Cu²，肌肉随着兴奋而抽搐。
  • 锌是还原剂，铜是氧化剂。半电池被称为电极。
  • 反应相同：Zn被氧化，Cu 2+被还原
  • 在这种情况下，Zn 直接与溶液中的铜离子接触。
  • 电子直接从金属传递到离子。
  • 在伽伐尼的反应中，伽伐尼将反应分成两个半反应，使用盐水和肌肉。

原电池的特点

  1. 没有热量的演变。
  2. 解决方案在双方都保持中立。
  3. 一段时间后，电子的反应和流动停止。

电化学系列应用

电化学系列的应用包括比较金属的反应性。

  • 比较元素的氧化和还原行为。
  • 在计算电池的电动势时。
  • 在保护金属免受腐蚀。
  • 在预言反应的可行性。
  • 预言金属氧化物的热稳定性。
  • 在预言电解的产物。

示例问题

问题 1：计算反应的Δr G φ ：

Mg(s)+Cu 2 + (aq) → Mg 2 (aq)+Cu(s)

给定 E 0电池=2.71 V, 1F = 96500 C mol -1

回答：

问题 2：Daniell 电池的 ΔG φ在 25°C 时为 -212.3 kJ。计算电池反应的平衡常数。

回答：

问题3：可以测量电极的绝对电极电位吗？

回答：

问题 4：细胞反应的 E φ细胞Δ r G φ是否永远等于 0？

回答：

问题5：表达式E o Zn 2+ /Zn =-0.76 V 中的负号是什么意思？

回答：

问题 6：原电池的电势为 1.1 V。如果向该电池施加 1.1 V 的相反电势，电池的电抗和流过电池的电流会发生什么变化？

回答：