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原电池的原理是什么

发布时间:2025-05-10 05:57编辑:冶金属归类:金属资讯

一、原电池的原理是什么

从能量转变看,原电池是将化学能转变为电能的装置。

(1)构成原电池有三条件:一是电极材料,这可以是两种金属活动性不同的金属或由金属和其他能导电的材料(非金属或某些氧化物等)组成;二是两电极必须浸在电解质溶液中;三是两电极之间要用导线连接。

(2)原电池的正、负极的判断方法:

①由组成原电池的两极的电极材料判断。一般是活泼的金属是负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属是正极。

②根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由正极流向负极,电子流动方向是由负极流向正极。

③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。在原电池的电解质溶液内,阳离子移向的极是正极,阴离子流向的极为负极。

④根据原电池两极发生的变化来判断。原电池的负极总是失电子发生氧化反应,正极总是得电子发生还原反应。

(3)原电池的工作原理:

原电池两极上的反应总是氧化还原反应,电极与电解质溶液中的某种阳离子必须发生化学反应。这是原电池工作的前提。

以最简单的铜锌原电池为例:

正极:铜棒插在硫酸铜溶液中(形成了Cu2+/Cu氧化还原电对),

负极:锌棒插在硫酸锌溶液中,(形成了Zn2+/Zn氧化还原电对)

两个溶液之间用盐桥(氯化钾饱和溶液)连接,铜棒和锌棒之间用导线连接,这样就构成了原电池.

那么电子就会从负极流向正极,你要问的就是为什么电子要定向流动.不知道你学过标准电极电势的概念没有,这个值是可以通过实验测到的,由于单质锌和锌离子构成的氧化还原电对的标准电极电势比单质铜和铜离子构成的氧化还原电对的标准电极电势小是个负值(规定标准氢电极的电极电势是0),而铜电极是个正值,所以当用导线将两个电极连接起来时,由于两个电极之间电势差的存在,电子会从负极流向负极,而电流的方向是正极流向负极,与电子流动的方向相反,就像我们常说的水往低处流,就是由于高地势与低地势之间存在高度差(地势差),是个自发的过程.

利用标准电极电势还可以知道金属的活泼性,电极电势越小那么金属单质的活泼性越强,我们在化学课上学过,金属有个活动顺序表:钾,钙,钠,镁,铝,锌,铁,锡,铅,氢,铜,汞,银,铂,金;这个表就是根据标准电极电势的值来排列出来的,我们从这个表中可知在氢前的金属单质可以将氢从溶液当中置换出来,刚才说过规定标准氢电极的电极电势是0,所以在氢之前的金属与其阳离子构成的氧化还原电对的标准电极电势是小于0的,而在氢之后的金属其标准电极电势是大于0的.

不知道你明白没有?

二、初三化学酸碱盐

酸碱盐化学式的共同点:

 :化学式中,最前面的都是H元素,后面什么都行,如:HCl 盐酸、H2SO4 硫酸、H2CO3 碳酸

    注意:初中范围内的,只有一个算最特别的酸:醋酸 CH3COOH

 :化学式中,最后面氢氧根(OH)的,都是。如:Ca(OH) 氢氧化钙、NaHO 氢氧化钠、

 :化学式中,最前面金属元素,而且后面的是:SO4、CO3、NO3、Cl 等 负价酸根离子

    如:NaCl、BaSO4、CaCO3 等、

巧记:酸= H+xx

    碱=xx+OH

    盐=金属(Ca、Ba、Na、Mg)+负价的酸根离子(SO4、CO3、NO3、Cl )

注意:OH 根离子,虽然是酸根离子,但是有 OH 根离子的,一定是碱,不是盐!

    欢迎采纳!

三、析氢腐蚀和吸氧腐蚀有什么区别?具体的

【区别】如下:

1. 析氢腐蚀是金属指在酸性较强的溶液中发生电化学腐蚀时放出氢气,可以发现,析氢就是释放出氢气,发生的电化学方程式如下,以Fe作为例子:

阴极(活性金属)被氧化Fe-2e-=Fe2+ ; 

阳极:溶液中的H 被还原2H+ + 2e-=H2↑2. 吸氧腐蚀是指金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀。如钢在接近中性的潮湿的空气中的腐蚀就属于吸氧腐蚀,其电极反应如下: 

阴极(金属):2M - 4e = 2M2+ 

阳极:2H2O + O2 + 4e = 4OH-

四、请问表面钝化是什么意思?

钝化

用途:对不锈钢全面酸洗钝化,清除各类油污、锈、氧化皮、焊斑等污垢,处理后表面变成均匀银白色,大大提高不锈钢抗腐蚀性能,适用于各种型号不锈钢零件、板材及其设备。

特点:操作简单,使用方便、经济实用,同时添加了高效缓蚀剂、抑雾剂,防止金属出现过腐蚀和氢脆现象、抑制酸雾的产生。特别适用于小型复杂工件,不适合涂膏的情况,优于市场同类产品。

用法:根据不锈钢的材质和氧化皮严重程度不同,可以用原液或按1:1~4的比例加水稀释后使用;铁素体、马氏体和镍含量低的奥氏体不锈钢(如420、430、200、201、202、300、301等)稀释后使用,镍含量较高的奥氏体不锈钢(如304、321、316、316L等)用原液浸泡;一般常温或加热到50~60度后使用,浸泡3-20分钟或更长时间(具体时间和温度用户根据自己的试用情况确定),至表面污垢完全清除,成均匀银白色,形成均匀致密的钝化膜为止,处理完成后取出,用清水冲洗干净,最好再用碱水或石灰水冲洗中和。

2、一种活性金属或合金,其中化学活性大大降低,而成为贵金属状态的现象,叫钝化。金属由于介质的作用生成的腐蚀产物如果具有致密的结构,形成了一层薄膜(往往是看不见的),紧密覆盖在金属的表面,则改变了金属的表面状态,使金属的电极电位大大向正方向跃变,而成为耐蚀的钝态。如Fe→Fe++时标准电位为-0.44V,钝化后跃变到+0.5~1V,而显示出耐腐蚀的贵金属性能,这层薄膜就叫钝化膜。

浅谈金属钝化的机理

我们知道,铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解,但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了,碳钢通常很容易生锈,若在钢中加入适量的Ni、Cr,就成为不锈钢了。金属或合金受一些因素影响,化学稳定性明显增强的现象,称为钝化。由某些钝化剂(化学药品)所引起的金属钝化现象,称为化学钝化。如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后,其电极电势向正方向移动,使其失去了原有的特性,如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出。此外,用电化学方法也可使金属钝化,如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极,用外加电流使阳极极化,采用一定仪器使铁电位升高一定程度,Fe就钝化了。由阳极极化引起的金属钝化现象,叫阳极钝化或电化学钝化。

金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀,但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解,又必须防止钝化,如电镀和化学电源等。

金属是如何钝化的呢?其钝化机理是怎样的?首先要清楚,钝化现象是金属相和溶液相所引起的,还是由界面现象所引起的。有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响。实验表明,测量时不断刮磨金属表面,则金属的电势剧烈向负方向移动,也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化。即证明钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下,金属与介质相互接触的界面上发生变化的。电化学钝化是阳极极化时,金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧化物或盐类。这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化,化学钝化则是像浓HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜,或加入易钝化的金属如Cr、Ni等而引起的。化学钝化时,加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值,不然不但不会导致钝态,反将引起金属更快的溶解。

金属表面的钝化膜是什么结构,是独立相膜还是吸附性膜呢?目前主要尚不清楚在什么条件下形成成相膜,在什么条件下形成吸附膜。两种理论相互结合还缺乏直接的实验证据,因而钝化理论还有待深入地研究。

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