原電池中的鹽橋的作用與反應(yīng)本質(zhì)

1、認(rèn)識原電池中的認(rèn)識原電池中的“橋”一、鹽橋的構(gòu)成與原理：一、鹽橋的構(gòu)成與原理：鹽橋里的物質(zhì)一般是強(qiáng)電解質(zhì)而且不與兩池中電解質(zhì)反應(yīng)，教材中常使用裝有飽和KCl瓊脂溶膠的U形管，離子可以在其中自由移動(dòng)，這樣溶液是不致流出來的。用作鹽橋的溶液需要滿足以下條件：陰陽離子的遷移速度相近；鹽橋溶液的濃度要大；鹽橋溶液不與溶液發(fā)生反應(yīng)或不干擾測定。鹽橋作用的基本原理是：由于鹽橋中電解質(zhì)的濃度很高兩個(gè)新界面上的擴(kuò)散作用主要來自鹽橋故兩個(gè)新界面上產(chǎn)生的液

2、接電位穩(wěn)定。又由于鹽橋中正負(fù)離子的遷移速度差不多相等故兩個(gè)新界面上產(chǎn)生的液接電位方向相反、數(shù)值幾乎相等從而使液接電位減至最小以至接近消除。常用的鹽橋溶液有：飽和氯化鉀溶液、4.2molLKCl、0.1molLLiAc和0.1molLKNO3等。二、鹽橋的作用：二、鹽橋的作用：鹽橋起到了使整個(gè)裝置構(gòu)成通路、保持電中性的作用，又不使兩邊溶液混合。鹽橋是怎樣構(gòu)成原電池中的電池通路的呢？Zn棒失去電子成為Zn2進(jìn)入溶液中，使ZnSO4溶液中Zn

3、2過多，即正電荷增多，溶液帶正電荷。Cu2獲得電子沉積為Cu，溶液中Cu2過少，SO42過多，即負(fù)電荷增多，溶液帶負(fù)電荷。當(dāng)溶液不能保持電中性，將阻止放電作用的繼續(xù)進(jìn)行。鹽橋的存在，其中Cl向ZnSO4溶液遷移，K向CuSO4溶液遷移，分別中和過剩的電荷，使溶液保持電中性，反應(yīng)可以繼續(xù)進(jìn)行。鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路，鹽橋既可溝通鹽橋中離子的定向遷移構(gòu)成了電流通路，鹽橋既可溝通兩方溶液，又能阻止反應(yīng)物的直接接觸?？墒褂伤B接的兩

4、溶液保持電中性兩方溶液，又能阻止反應(yīng)物的直接接觸。可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為Zn2而帶上正電，銅鹽溶液會由于銅的析出減少了Cu2而帶上了負(fù)電。鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn)行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路，保持電中性就是化學(xué)原電池的鹽橋起到電荷“橋梁”的作用，保持兩邊的電荷平衡以防止兩邊因?yàn)殡姾刹黄胶猓ㄒ贿吺ル娮樱贿叺玫?/p>

5、電子造成的）而阻礙氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。三、鹽橋反應(yīng)現(xiàn)象：三、鹽橋反應(yīng)現(xiàn)象：極池從而達(dá)到傳導(dǎo)電流使雙液電池形成閉合回路的目的，所以鹽橋用一段時(shí)間就會失效了，要重新浸到飽和食鹽水（或是KCl溶液）里。兩燒杯中的離子會通過鹽橋的但不會太多，因這時(shí)兩池中的濃度差相對太小的緣故（此說法有待商榷，歡迎專家指導(dǎo)，謝謝）。3.在有鹽橋的銅鋅原電池中，電解質(zhì)溶液的選擇為什么要與電極材料的陽離子相同？如Zn極對應(yīng)的是硫酸鋅，能不能是氯化鋅或者氯化鈉？鋅在負(fù)

6、極失去電子，變成離子進(jìn)入溶液，電子沿外導(dǎo)線流到正極銅上面，硫酸銅溶液中的銅離子在正極上得到電子變成銅單質(zhì)析出。硫酸銅溶液中的陰離子通過鹽橋移動(dòng)到硫酸鋅溶液中，而形成回路。4.在有鹽橋的銅鋅原電池中，電解質(zhì)溶液的選擇為什么要與電極材料的陽離子相同？如Zn極對應(yīng)的是硫酸鋅，能不能是氯化鋅或者氯化鈉？答：可以的，如果該溶液中溶質(zhì)的陽離子對應(yīng)的金屬單質(zhì)比電極強(qiáng)的話沒有問題。反正這邊發(fā)生的反應(yīng)只是Zn的溶解而已。但是如果比電極弱的話，例如硫酸銅，

7、鋅就會置換出銅，在表面形成原電池，減少供電量。使用鹽橋就是為了避免這種情況，至于電解液要跟電極相同那是一個(gè)做題的技巧，具體問題具體分析就好了。5.鋅與硫酸鋅溶液會反應(yīng)？請參閱“電極電勢”及“雙電層理論”雙電層理論德國化學(xué)家能斯特（HWNernst）提出了雙電層理論（electrondoublelayerthey）解釋電極電勢的產(chǎn)生的原因。雙電層理論:膠核的靜電作用把溶液中的反離子吸附到其周圍。受膠核電位離子的靜電引力和反離子熱運(yùn)動(dòng)的擴(kuò)散

8、作用、溶液對反離子的水化作用，反離子的濃度隨與固體表面距離增加濃度逐漸減少，分布符合Boltzmann分布。德國科學(xué)家W.Nernst對電極電勢產(chǎn)生機(jī)理作了較好的解釋。他認(rèn)為：當(dāng)把金屬插入其鹽溶液中時(shí)，金屬表面上的正離子受到極性水分子的作用，有變成溶劑化離子進(jìn)入溶液而將電子留在金屬表面的傾向。金屬越活潑、溶液中正離子濃度越小，上述傾向就越大。與此同時(shí)，溶液中的金屬離子也有從溶液中沉積到金屬表面的傾向，溶液中的金屬離子濃度越大、金屬越不活