电化学
电化学
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把一节电池装进手电筒,电池内部的化学反应便悄悄地把电子从一个电极推出去,穿过灯泡,再从另一个电极回来。把这个过程反过来——接上电源,强行让电流通过一种液体——你就能给勺子镀上银,或者把水拆成两种气体。电化学研究的正是化学变化与电之间这条双向通道。
更确切地说,电化学研究的是物质之间发生电子转移的反应,以及如何让这股电子流以电流的形式沿着导线流动。当一个反应释放能量时,它可以驱动电流(电池);当你提供电流时,它可以驱动一个本来不会自发发生的反应(电解)。这场交接总是发生在电极上,也就是金属或碳的表面与溶液相接触的那道边界。
这很重要,因为现代生活有太多东西靠它运转:每一块电池和燃料电池、铝和氯气的冶炼提纯、电镀、测量酸碱度或血糖的传感器,还有铁的缓慢生锈,全都是电化学。这个领域把看不见的电子账目,和一个你能用仪表测出的量——电压与电流——联系了起来。
一个柠檬、一枚铜币和一根锌钉就能组成一个能工作的电池:金属与柠檬里的酸反应,从锌上被推出的电子沿导线流向铜——足以让一个小小的发光二极管闪烁。
柠檬电池:每块金属上的化学反应,变成了穿过导线的电流。
电子在导线里流动,但在溶液内部,搬运电荷的是离子(带电的原子),而不是游离的电子。两种运动加在一起,才让回路闭合。
又称
另见