電化學
原電池
/ gal-VAN-ik sel /
原電池就是我們通常所說的電池:一種把化學反應直接變成電的裝置。兩種不同的金屬浸在溶液裡,用導線和一座連接的橋相連,於是一個本來就想發生的反應被駕馭起來,推動電子穿過導線——一路點亮燈泡或轉動馬達。
它的佈局是這樣的。電池被分成兩半。在一半裡,一種金屬被氧化,失去電子;在另一半裡,一種物質被還原,把電子接過去。電子無法直接跨過溶液,所以被迫走遠路——經過外部導線出去,做有用功,再進入另一個電極。與此同時,一座鹽橋讓離子移動,使兩邊保持電中性。整套裝置之所以能運轉,是因為總反應是自發的:它會自己釋放能量。
原電池在實驗室之外隨處可見——手電筒裡的電池、放電中的汽車電瓶、太空船上的燃料電池。問題在於,原電池只在反應物還沒用完時才供電;一旦金屬耗盡,或化學物質達到平衡,電壓就降到零,電池便「沒電了」。
經典的丹尼爾電池,把浸在硫酸鋅裡的鋅片與浸在硫酸銅裡的銅片配成一對。鋅溶解並放出電子;銅離子析出、鍍到銅電極上;它們之間的導線傳送約 1.1 伏的電壓。
丹尼爾電池:鋅溶解,銅析出,導線傳送電流。
原電池與電解池正好相反:這裡是自發反應產生電,而電解池則消耗電去強迫一個非自發反應發生。在原電池中,陽極是負極。
又稱
另見