電化學(xué)課程論文-鹽橋

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1、電化學(xué)課程論文摘　　要本文是結(jié)合本學(xué)期對(duì)《電話(huà)學(xué)理論》課程的學(xué)習(xí)，從原電池的鹽橋上著手，通過(guò)查閱了一些有關(guān)鹽橋的圖書(shū)和文獻(xiàn)，對(duì)自己所了解的一些知識(shí)的梳理和總結(jié)。本文先簡(jiǎn)單闡述了原電池的電動(dòng)勢(shì)理論，從液體接界電位（簡(jiǎn)稱(chēng)液接電位）切入，提出鹽橋的概念，進(jìn)而總結(jié)了鹽橋的目的、作用、使用條件、制備及設(shè)計(jì)的一些基本知識(shí)。然后簡(jiǎn)要分析了電化學(xué)體系液相傳質(zhì)過(guò)程對(duì)鹽橋的使用和功能的影響，最后結(jié)合一個(gè)具體的應(yīng)用或即將應(yīng)用的實(shí)例——微生物燃料電池，闡述了鹽橋在實(shí)際科研中的應(yīng)用，可以讓一般的讀者對(duì)鹽橋有一個(gè)比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：液體接界電位鹽橋微生物燃料

2、電池-1-電化學(xué)課程論文摘　　要11[原電池的電動(dòng)勢(shì)和電極電位]11.1[原電池的電動(dòng)勢(shì)]11.2[電極與溶液界面間電位差的產(chǎn)生]21.3[液體接界電位]31.3.1[液接電位的概念]31.3.2[影響液接電位的因素]42[鹽橋]62.1[鹽橋簡(jiǎn)介]62.2[鹽橋的使用條件]72.3[鹽橋的設(shè)計(jì)或制備]73[液相傳質(zhì)過(guò)程對(duì)鹽橋的影響]103.1[電遷移]103.2[對(duì)流]103.3[擴(kuò)散]113.3[不同液相傳質(zhì)過(guò)程對(duì)鹽橋的影響]114[鹽橋的一個(gè)應(yīng)用-微生物燃料電池]124.1[生物燃料電池簡(jiǎn)介]124.2[分體式MFC中鹽橋的問(wèn)題

3、]134.2.1[不同管徑的鹽橋?qū)Ψ煮w式微生物燃料電池的影響]134.2.2[鹽橋不同連接方式對(duì)微生物燃料電池的影響]144.3[小結(jié)]15結(jié)　　論17參考文獻(xiàn)18-1-電化學(xué)課程論文1[原電池的電動(dòng)勢(shì)和電極電位]1.1[原電池的電動(dòng)勢(shì)]把一片鋅放在硫酸銅溶液中，可以發(fā)現(xiàn)鋅片慢慢地被溶解．同時(shí)在鋅片的表面上有金屬銅析出。反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Zn原子失去電子，被氧化成Zn2+，Zn是還原劑。而Cu2+得到電子被還原成Cu原子，Cu2+是氧化劑。其反應(yīng)可表示如下：氧化反應(yīng)ZnZn2+＋2e氧化反應(yīng)Cu2+Cu－2e總反應(yīng)為Zn＋Cu2+Cu＋Zn

4、2+圖1鋅銅原電池結(jié)構(gòu)示意圖氧化還原反應(yīng)也可以在氧化劑和還原劑互相不接觸的情況下進(jìn)行這樣電子的傳遞。在如圖1裝置中，容器A內(nèi)放入ZnSO4溶液，并插入一根Zn棒。容器B內(nèi)放入CuSO4溶液并插入一根Cu棒。在A(yíng)和B容器之間用一內(nèi)裝電解質(zhì)溶液（如飽和KCL溶液和瓊脂）的U型管作為鹽橋。鹽橋起導(dǎo)電作用而不會(huì)影響A和B兩容器內(nèi)溶液的的濃度。在這種情況下，不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。當(dāng)用導(dǎo)線(xiàn)將Zn棒和Cu棒連接后，反應(yīng)立即發(fā)生。這種借助于化學(xué)變化得到電能的裝置叫做原電池。原電池是由兩個(gè)半電池組成的。其中鋅棒和鋅鹽溶液組成一個(gè)半電池，銅棒和銅鹽溶液組成

5、另一個(gè)半電池。鋅棒和銅棒稱(chēng)為電極。因?yàn)殡娮邮菑匿\極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)流向銅極的，因此把鋅極叫做負(fù)極，把銅極叫做正極。原電池的裝置可以用符號(hào)來(lái)表示。習(xí)慣上，把負(fù)極寫(xiě)在左邊，正極寫(xiě)在右邊：（—）Zn

6、ZnSO4

7、

8、CuSO4

9、Cu（＋）其中“

10、”表示固相和液相之間的接界，“

11、

12、”-21-電化學(xué)課程論文表示溶液之間用鹽橋隔開(kāi)。整個(gè)原電池是出二個(gè)半電池組成，每個(gè)半電池都由氧化劑和還原劑兩類(lèi)物質(zhì)組成。從圖1可以看出，當(dāng)用導(dǎo)線(xiàn)連接兩極時(shí)，組成的原電池的電動(dòng)勢(shì)由三個(gè)電位差組成。用以下符號(hào)表示：負(fù)極（—）Zn

13、ZnSO4

14、

15、CuSO4

16、Cu（＋）正極E負(fù)極E液

17、接E正極即原電池的總電動(dòng)勢(shì)E=E正極+E正極+E負(fù)極1.2[電極與溶液界面間電位差的產(chǎn)生]若把任何一種金屬電極片(如鋅片)插入水中，由于極性水分子和構(gòu)成晶體的鋅離子相互吸引發(fā)生水化作用(溶劑化作用)。在溶劑化過(guò)程中，放出大量的能量，這種能量稱(chēng)為水化能。由于水化后的金屬離子往往耍比未經(jīng)水化的金屬離子能量要低，這就使一部分鋅離子離開(kāi)金屬而進(jìn)入與鋅片表面接近的水層中，剩余的電子就留在金屬上。進(jìn)入水中帶正電荷的鋅離子和帶負(fù)電荷的鋅片彼此相互吸引，以致大多數(shù)鋅離子聚集在鋅片附近的水層中，從而阻礙了鋅片的繼續(xù)溶解，最后達(dá)到平衡。這樣，金屬鋅片與溶

18、液之間的界面上就形成了金屬片一邊帶負(fù)電，溶液一邊帶正電(類(lèi)似電容器一樣)的雙電層結(jié)構(gòu)，因而產(chǎn)生了一定的電位差。在這種情況下金屬離子從溶液中沉淀到金屬片表面的速度與金屬溶解的速度是相等的。金屬不僅浸入純水中有這種作用，即使浸在含有該金屬離子的鹽溶液中，也會(huì)發(fā)生同樣的作用。它們表現(xiàn)的電位差有所不同，金屬與溶液界面間的電位差的大小以及金屬上所帶電荷的符號(hào)就決定于金屬的種類(lèi)和原來(lái)存在于溶液中的金屬離子。若某一塊金屬放入真空中，要使金屬離了脫離晶體而進(jìn)入真空，則必須消耗功，克服離子與晶格間的結(jié)合力。把金屬離子脫離晶格進(jìn)入真空所需消耗的能量，稱(chēng)為

19、在金屬中的離子脫出功。同樣道理，金屬離子從溶液中轉(zhuǎn)入真空時(shí)，顯然也要消耗功。把金屬離子脫離溶液進(jìn)入真空所需消耗的能量，稱(chēng)為溶液中的離子脫出功。該脫出功在數(shù)值上應(yīng)與離子溶劑化能相等，但符號(hào)相反。若金屬中金屬離子的脫出功小于