上述装置中进行的总反应为,
Zn+Cu2+→Zn2++Cu
这一氧化不原反应分两处进行,一处进行氧化,另一处进行还原。即电子不是直接从还原剂转移到氧化剂,而是通过外电路进行传递,电子进行有规则的流动,从而产生电流,实现了由化学能到电能的转变。这种借助于氧化还原反应将化学能转变为电能的装置称为原电池。上述由铜、锌及其对应离子所组成的原电池叫做铜锌原电池。
原电池由两个半电池组成。在鲷铜锌原电池中,锌和锌盐溶液组成一个半电池,铜和铜盐溶液组成另一个半电池。半电池又叫电极。
在原电池中,给出电子的电极为负极,发生氧化反应;接受电子的电极为正极,发生还原反应。在铜锌原电池中,锌半电池为负极,铜半电池为正极。
在负极或正极上进行的氧化或还原半反应叫做电极反应。总反应称为电池反应。铜锌原电池的电极反应和电池反应可分别表示如下:
电极反应负极 Zn→Zn2++2e-
正极 Cu2++2e-→Cu
电池反应Zn+Cu2+→Zn2++Cu
单独表示电极组成时,作为导体的金属通常写在右边。铜锌原电池有两个电极组成式为Zn2+│Zn和Cu2+│Cu。
为了方便,原电池装置可用符号表示。书写电池的惯例如下:
1.一般将负极写在左边,正极写在右边。
2.写出电极的化学组成及物态,气态要注明压力(单位为kPa),溶液要注明浓度。
3.单线 “│ ” 表示极板与电极其余部分的界面。
4.同一相中不同物质之间以及电极中其它相界面均用逗呈“,”分开。
5.双线“‖”表示盐桥。
6.气体或液体不能直接作为电极,必须附以不活泼金属(如铂)作电极板起导体作用。纯气体、液体如H2(g)Br2(l)紧靠电极板。
铜锌原电池的电池表示式为:
(一)Zn│Zn2+(c1)‖ Cu+(c1)│Cu(+)
FeCL3和SnCL2溶液间可发生下面反应:
2FeCl3+SnCl2→2FeCl2+SnCl4
该反应可以组成一个原电池。电极反应和电池反应及电池表示式为:
电极反应 负极Sn2+→Sn4++2e-
正极Fe3++e→Fe2+
电池反应 2Fe3++Sn2+→2Fe2++Sn4+
电池表示式(-)Pt│Sn2+(c1),Sn4+(c2)‖Fe3+(c3),Fe2+(c4)│Pt(+)
上述电池两个电极组成式为Sn4+,Sn2+│Pt和Fe3+,Fe2+│Pt。