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浓差电池工作原理和电动势计算

2021-01-27 17:03
永恒的能源
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浓差电池是电化学电池的一种。主要部分包括正、负两个电极与电解质。一般有电极浓差电池和溶液浓差电池两类。其电动势取决于物质的浓度差,是由于一种物质从高浓度状态向低浓度转移而产生的。

浓差电池,顾名思义,是利用物质的浓度差产生电势的一种装置。两侧半电池中的特定物质有浓度差,由于浓度差导致半电池上发生的氧化还原反应程度不同,从而产生不同的电势。利用能斯特方程可以根据产生的电势差计算两侧物质的浓度差。浓差电池分为两种,一类是组成电池的两个电极相同、电极上发生的反应也相同,由电解质浓度不同而形成的浓差电池,称为离子浓差电池;另一类是电解液浓度相同、电极反应相同,电极材料相同但其浓度不同,称为电极浓差电池。

浓差电池的电动势可以用能斯特方程进行计算。以图1-15所示的浓差电池为例,该浓差电池有1、2两个电极,电极分别与3、4两个电化学电池中的溶液相接触,两个半电池通过半透膜5进行离子交换。3、4两个电化学池中有浓度不同的电活性物质。6是电压计。在平衡状态下,溶液中有如下反应:

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