电化学课程论文-盐桥

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1、电化学课程论文摘　　要本文是结合本学期对《电话学理论》课程的学习，从原电池的盐桥上着手，通过查阅了一些有关盐桥的图书和文献，对自己所了解的一些知识的梳理和总结。本文先简单阐述了原电池的电动势理论，从液体接界电位（简称液接电位）切入，提出盐桥的概念，进而总结了盐桥的目的、作用、使用条件、制备及设计的一些基本知识。然后简要分析了电化学体系液相传质过程对盐桥的使用和功能的影响，最后结合一个具体的应用或即将应用的实例——微生物燃料电池，阐述了盐桥在实际科研中的应用，可以让一般的读者对盐桥有一个比较系统的认识。关键词：液体接界电位盐桥微生物燃料

2、电池-1-电化学课程论文摘　　要11[原电池的电动势和电极电位]11.1[原电池的电动势]11.2[电极与溶液界面间电位差的产生]21.3[液体接界电位]31.3.1[液接电位的概念]31.3.2[影响液接电位的因素]42[盐桥]62.1[盐桥简介]62.2[盐桥的使用条件]72.3[盐桥的设计或制备]73[液相传质过程对盐桥的影响]103.1[电迁移]103.2[对流]103.3[扩散]113.3[不同液相传质过程对盐桥的影响]114[盐桥的一个应用-微生物燃料电池]124.1[生物燃料电池简介]124.2[分体式MFC中盐桥的问题

3、]134.2.1[不同管径的盐桥对分体式微生物燃料电池的影响]134.2.2[盐桥不同连接方式对微生物燃料电池的影响]144.3[小结]15结　　论17参考文献18-1-电化学课程论文1[原电池的电动势和电极电位]1.1[原电池的电动势]把一片锌放在硫酸铜溶液中，可以发现锌片慢慢地被溶解．同时在锌片的表面上有金属铜析出。反应的实质是Zn原子失去电子，被氧化成Zn2+，Zn是还原剂。而Cu2+得到电子被还原成Cu原子，Cu2+是氧化剂。其反应可表示如下：氧化反应ZnZn2+＋2e氧化反应Cu2+Cu－2e总反应为Zn＋Cu2+Cu＋Zn

4、2+图1锌铜原电池结构示意图氧化还原反应也可以在氧化剂和还原剂互相不接触的情况下进行这样电子的传递。在如图1装置中，容器A内放入ZnSO4溶液，并插入一根Zn棒。容器B内放入CuSO4溶液并插入一根Cu棒。在A和B容器之间用一内装电解质溶液（如饱和KCL溶液和琼脂）的U型管作为盐桥。盐桥起导电作用而不会影响A和B两容器内溶液的的浓度。在这种情况下，不发生氧化还原反应。当用导线将Zn棒和Cu棒连接后，反应立即发生。这种借助于化学变化得到电能的装置叫做原电池。原电池是由两个半电池组成的。其中锌棒和锌盐溶液组成一个半电池，铜棒和铜盐溶液组成

5、另一个半电池。锌棒和铜棒称为电极。因为电子是从锌极通过导线流向铜极的，因此把锌极叫做负极，把铜极叫做正极。原电池的装置可以用符号来表示。习惯上，把负极写在左边，正极写在右边：（—）Zn

6、ZnSO4

7、

8、CuSO4

9、Cu（＋）其中“

10、”表示固相和液相之间的接界，“

11、

12、”-21-电化学课程论文表示溶液之间用盐桥隔开。整个原电池是出二个半电池组成，每个半电池都由氧化剂和还原剂两类物质组成。从图1可以看出，当用导线连接两极时，组成的原电池的电动势由三个电位差组成。用以下符号表示：负极（—）Zn

13、ZnSO4

14、

15、CuSO4

16、Cu（＋）正极E负极E液

17、接E正极即原电池的总电动势E=E正极+E正极+E负极1.2[电极与溶液界面间电位差的产生]若把任何一种金属电极片(如锌片)插入水中，由于极性水分子和构成晶体的锌离子相互吸引发生水化作用(溶剂化作用)。在溶剂化过程中，放出大量的能量，这种能量称为水化能。由于水化后的金属离子往往耍比未经水化的金属离子能量要低，这就使一部分锌离子离开金属而进入与锌片表面接近的水层中，剩余的电子就留在金属上。进入水中带正电荷的锌离子和带负电荷的锌片彼此相互吸引，以致大多数锌离子聚集在锌片附近的水层中，从而阻碍了锌片的继续溶解，最后达到平衡。这样，金属锌片与溶

18、液之间的界面上就形成了金属片一边带负电，溶液一边带正电(类似电容器一样)的双电层结构，因而产生了一定的电位差。在这种情况下金属离子从溶液中沉淀到金属片表面的速度与金属溶解的速度是相等的。金属不仅浸入纯水中有这种作用，即使浸在含有该金属离子的盐溶液中，也会发生同样的作用。它们表现的电位差有所不同，金属与溶液界面间的电位差的大小以及金属上所带电荷的符号就决定于金属的种类和原来存在于溶液中的金属离子。若某一块金属放入真空中，要使金属离了脱离晶体而进入真空，则必须消耗功，克服离子与晶格间的结合力。把金属离子脱离晶格进入真空所需消耗的能量，称为

19、在金属中的离子脱出功。同样道理，金属离子从溶液中转入真空时，显然也要消耗功。把金属离子脱离溶液进入真空所需消耗的能量，称为溶液中的离子脱出功。该脱出功在数值上应与离子溶剂化能相等，但符号相反。若金属中金属离子的脱出功小于