上述裝置中進(jìn)行的總反應(yīng)為,
Zn+Cu2+→Zn2++Cu
這一氧化不原反應(yīng)分兩處進(jìn)行,一處進(jìn)行氧化,另一處進(jìn)行還原。即電子不是直接從還原劑轉(zhuǎn)移到氧化劑,而是通過外電路進(jìn)行傳遞,電子進(jìn)行有規(guī)則的流動(dòng),從而產(chǎn)生電流,實(shí)現(xiàn)了由化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)變。這種借助于氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置稱為原電池。上述由銅、鋅及其對(duì)應(yīng)離子所組成的原電池叫做銅鋅原電池。
原電池由兩個(gè)半電池組成。在鯛銅鋅原電池中,鋅和鋅鹽溶液組成一個(gè)半電池,銅和銅鹽溶液組成另一個(gè)半電池。半電池又叫電極。
在原電池中,給出電子的電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng);接受電子的電極為正極,發(fā)生還原反應(yīng)。在銅鋅原電池中,鋅半電池為負(fù)極,銅半電池為正極。
在負(fù)極或正極上進(jìn)行的氧化或還原半反應(yīng)叫做電極反應(yīng)?偡磻(yīng)稱為電池反應(yīng)。銅鋅原電池的電極反應(yīng)和電池反應(yīng)可分別表示如下:
電極反應(yīng)負(fù)極 Zn→Zn2++2e-
正極 Cu2++2e-→Cu
電池反應(yīng)Zn+Cu2+→Zn2++Cu
單獨(dú)表示電極組成時(shí),作為導(dǎo)體的金屬通常寫在右邊。銅鋅原電池有兩個(gè)電極組成式為Zn2+│Zn和Cu2+│Cu。
為了方便,原電池裝置可用符號(hào)表示。書寫電池的慣例如下:
1.一般將負(fù)極寫在左邊,正極寫在右邊。
2.寫出電極的化學(xué)組成及物態(tài),氣態(tài)要注明壓力(單位為kPa),溶液要注明濃度。
3.單線 “│ ” 表示極板與電極其余部分的界面。
4.同一相中不同物質(zhì)之間以及電極中其它相界面均用逗呈“,”分開。
5.雙線“‖”表示鹽橋。
6.氣體或液體不能直接作為電極,必須附以不活潑金屬(如鉑)作電極板起導(dǎo)體作用。純氣體、液體如H2(g)Br2(l)緊靠電極板。
銅鋅原電池的電池表示式為:
(一)Zn│Zn2+(c1)‖ Cu+(c1)│Cu(+)
FeCL3和SnCL2溶液間可發(fā)生下面反應(yīng):
2FeCl3+SnCl2→2FeCl2+SnCl4
該反應(yīng)可以組成一個(gè)原電池。電極反應(yīng)和電池反應(yīng)及電池表示式為:
電極反應(yīng) 負(fù)極Sn2+→Sn4++2e-
正極Fe3++e→Fe2+
電池反應(yīng) 2Fe3++Sn2+→2Fe2++Sn4+
電池表示式(-)Pt│Sn2+(c1),Sn4+(c2)‖F(xiàn)e3+(c3),Fe2+(c4)│Pt(+)
上述電池兩個(gè)電極組成式為Sn4+,Sn2+│Pt和Fe3+,F(xiàn)e2+│Pt。