原電池的構(gòu)成條件
構(gòu)成原電池的條件如下:
?。?)必須有能夠自發(fā)的氧化還原反應(yīng)發(fā)生;
(2)有活潑性不同的兩種材料作為電極材料;
?。?)陰極、陽極、電解質(zhì)溶液共同構(gòu)成一個閉合電路。
原電池工作原理
原電池反應(yīng)屬于放熱的反應(yīng),一般是氧化還原反應(yīng),但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是,電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的,而是還原劑在負極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電子通過外電路輸送到正極上,氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的定向移動和外部導(dǎo)線中電子的定向移動構(gòu)成了閉合回路,使兩個電極反應(yīng)不斷進行,發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程,產(chǎn)生電流,實現(xiàn)化學能向電能的轉(zhuǎn)化。
但是,需要注意,非氧化還原反應(yīng)一樣可以設(shè)計成原電池。從能量轉(zhuǎn)化角度看,原電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;從化學反應(yīng)角度看,原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)外接導(dǎo)線傳遞給氧化劑,使氧化還原反應(yīng)分別在兩個電極上進行。
原電池的應(yīng)用
1.直接轉(zhuǎn)換成電能輸出的裝置。又稱化學電池。由于各種型號的原電池氧化還原反應(yīng)的可逆性很差,放完電后,不能重復(fù)使用,故又稱一次電池。它通常由正電極、負電極、電解質(zhì)、隔離物和殼體構(gòu)成,可制成各種形狀和不同尺寸,使用方便。廣泛用于工農(nóng)業(yè)、國防工業(yè)和通信、照明、醫(yī)療等部門 ,并成為日常生活中收音機、錄音機、照相機、計算器、電子表、玩具、助聽器等常用電器的電源。原電池一般按負極活性物質(zhì)(如鋅、鎘、鎂、鋰等)和正極活性物質(zhì)(如錳、汞、二氧化硫、氟化碳等)分為鋅錳電池、鋅空氣電池、鋅銀電池、鋅汞電池、鎂錳電池、鋰氟化碳電池、鋰二氧化硫電池等。鋅錳電池產(chǎn)量最大,常按電解質(zhì)分為氯化銨型和氯化鋅型,并按其隔離層分為糊式電池和低極電池。以氫氧化鉀為電解質(zhì)的鋅錳電池,由于其負極(鋅)的構(gòu)造與其他鋅錳電池不同而習慣上另作一類,稱為堿性鋅錳電池,簡稱堿錳電池,俗稱堿性電池。
2.金屬的腐蝕與防護
?、俑淖兘饘賰?nèi)部結(jié)構(gòu)(如把鋼中加Cr、Ni制成不銹鋼)
?、谠诮饘俦砻娓采w保護層
a、在鋼鐵表面涂礦物性油脂、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。
b、用電鍍、熱鍍、噴鍍的方法,在鋼鐵表面鍍上一層不易被腐蝕的金屬。
c、用化學方法使鋼鐵表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜。(表面鈍化)
③電化學保護法
a外加電流的陰極保護法(把被保護的設(shè)備與外接電源的負極相連)
b犧牲陽極的陰極保護法(被保護的設(shè)備與活潑的金屬相連接)
3.判斷金屬的活潑性
4.加快反應(yīng)速率