電流與推力
兩節電池都能點亮一隻燈泡，可其中一節明顯更「有勁」。差別就在電壓——電子流動背後的那股力。一個好用的比喻：想像管道裡的水。電流是每秒鐘流過多少水；電壓則是推動水的那個水壓。高壓下的一縷細流和低壓下的一片洪水，是非常不同的兩回事，電的情形也一樣。
電池能給出的最大電壓——也就是還沒有取用電流時它的推力——有一個正式名字：電動勢，即 EMF。儘管名字裡帶「力」字，它其實是一種電壓，以伏特為單位。把它想成電池標牌上的「滿額推力」，在真實的導線和電阻啃掉一部分之前。一節新的 AA 電池標稱的電動勢大約是 1.5 伏。
給每個半反應打分
電池的電動勢從哪兒來？來自兩個半反應的較量。每個半電池反應對電子都有自己的「胃口」——也就是它抓住電子、被還原的傾向。我們把這種胃口濃縮成一個數字，叫做那一半的電極電勢。數值越是大的正數，意思就是「我非常想要電子」；負數則意味著「我寧願把自己的電子讓出去」。
現在整個電池就可以理解成一場拔河。把兩個半電池放到一起，胃口更大（電極電勢更高）的那一半贏得電子——它成為陰極、被還原。輸的那一半成為陽極、交出電子。電池的電動勢，無非就是兩邊胃口之間的那道差：電動勢 =（陰極電勢）−（陽極電勢）。差越大，推力越強。
約定海平面：氫電極
正因為我們永遠只能測出差，化學家就挑了一個半反應來當作普世的零點——電極電勢的「海平面」。這個參照就是標準氫電極：一套小小的裝置，讓氫氣在精心固定的條件下、在酸液中掠過鉑表面冒泡。按全世界的約定，它的電勢被定義為正好0 伏。
現在，其他每一個半反應都可以拿它來作對比、在同一把尺子上得到一個數字。把任何一個半電池和氫電極配在一起，讀出電壓，你就得到了它的標準電極電勢。把幾百個這樣的數字製成一張表，你就再也不用搭那套配對了：要預測任何電池的電動勢，只需查出兩個數字、相減即可。這個參照一勞永逸地替你扛起了重活。
動手前先預測一節電池
- 寫出兩個半反應，到表裡查出各自的標準電極電勢。
- 電勢更高（更正）的那一半將是陰極；另一半是陽極。
- 相減：電動勢 = 陰極電勢 − 陽極電勢。結果為正，說明反應是自發的——電池真的會推出電流。
一句誠實的提醒：這些表裡的數值是標準電勢，是在固定的參照條件下測得的——特定的濃度、溫度和壓強。一旦改變條件，真實的電動勢就會偏離表上的數字。它偏多少、又該如何修正，正是我們下一篇要遇到的那個方程要幹的活。