電化學電池

氧化還原反應不過是電子從一種物質跳到另一種物質。通常它們就在接觸處一躍而過，能量以熱的形式散掉。電化學電池的妙處在於：把兩個半邊在物理上隔開，讓電子無法直接跳過去——逼著它們繞遠路，穿過一根導線，於是我們就能讓它們做功，或者測量它們的「推力」。電池正是如此：一個被迫讓電子流過電路的氧化還原反應。

一個電池有兩個電極，浸在電解質裡。在陽極發生氧化——放出電子；在陰極發生還原——消耗電子。（一個好記的口訣：在「紅貓」處還原——氧化對應陽極，還原對應陰極。）在經典的丹尼爾電池中，泡在硫酸鋅裡的鋅棒是陽極（Zn -> Zn2+ + 2 e-），泡在硫酸銅裡的銅棒是陰極（Cu2+ + 2 e- -> Cu）。電子通過外電路從鋅流向銅；鹽橋讓離子在兩室之間漂移，使每一邊保持電中性，從而閉合電路。

電池有兩種類型，而這個區分很重要。原電池（伽伐尼電池）讓一個自發反應進行，並輸出電能——每一個電池和燃料電池都是它。電解池則恰好相反：你把電能灌進去，強行讓一個非自發反應發生，比如電鍍、給電池充電、或從熔融礦石中提取鋁。一個微妙的陷阱：兩者中陽極都是發生氧化的電極，但它在原電池中是負極、在電解池中卻是正極，所以「陽極就是負極」並不是個可靠的規則。