在原电池中为什么接上导线电子才会从锌到碳,不接时为什么不跑呢。
因为我们设计的原电池有外电路和内电路,电池只有通过完全的闭合电路,才能正常工作,产生电流,没有外电路,对于电池来说,它不能形成完整的电路,电流没有回路,电池就无法正常工作。
我们将锌板和碳棒浸入电解质溶液中,由于锌晶体是由锌离子和自由电子所构成,在电解质溶液的作用下,锌离子通过金属-溶液的界面以水合离子的形式进入溶液,这样就使锌版上正电荷减少,而负电荷过剩,这样在界面两边形成双电层,它阻止锌离子脱离双电层和进一步限制了锌版上的锌离子脱离金属板,如果我们设法将锌版上的电子移开,则双电层上的锌离子就会向溶液中扩散,相对来说,在同一个池子里的碳帮上的电位比锌版要高,可是电子要跨越溶液转移到碳棒上...全部
因为我们设计的原电池有外电路和内电路,电池只有通过完全的闭合电路,才能正常工作,产生电流,没有外电路,对于电池来说,它不能形成完整的电路,电流没有回路,电池就无法正常工作。
我们将锌板和碳棒浸入电解质溶液中,由于锌晶体是由锌离子和自由电子所构成,在电解质溶液的作用下,锌离子通过金属-溶液的界面以水合离子的形式进入溶液,这样就使锌版上正电荷减少,而负电荷过剩,这样在界面两边形成双电层,它阻止锌离子脱离双电层和进一步限制了锌版上的锌离子脱离金属板,如果我们设法将锌版上的电子移开,则双电层上的锌离子就会向溶液中扩散,相对来说,在同一个池子里的碳帮上的电位比锌版要高,可是电子要跨越溶液转移到碳棒上,面临的是溶液中的巨大的电阻,一般情况电子几乎不可能自由进入溶液,它唯一的出路是等待时机,如将碳棒和锌版直接接触,(这样的接触也包含了电子跨越界面问题)。
或者就是碳就融合在金属锌之中。这样电子就以锌为导体,将电子集中在锌版表面的碳结晶上面,并在碳晶体上面和溶液中的离子或分子作用将电子传递给它们,使溶液中的金属无法形成稳定的双电层,这样金属就容易被腐蚀,我们现在的任务就是创建这样的一个电子转移的方式,并且要使电子的移动过程可以做一定的功,这样,我们就用电阻很小的金属导线将锌版和碳棒连接起来,使锌版上的电子沿导线传递到上,并一定要在碳棒上消耗掉,否则就无法连续传递,这样溶液中就必须有能够消耗电子的物质,如H+,Cu2+等或是O2,等。
从传统的物理学上讲,导线上传递的是电流,而电流是从正极传递到负极,而实际上是导体上传递的是电子流,方向是从负极流向正极,这样我们按传统的说法,规定碳棒是电池的正极,而锌版是电池的负极,在电化学上我们规定电子留出的电极是氧化电极,又叫阳极,电子流入的电极是还原电极,叫阴极,电子在外电路流动,并做电功,在溶液里,溶液中的自由移动的离子这时在电场的作用下,做定向移动,阴离子移向阳极区,而阳离子则移向阴极,完成电荷的传递。
而无论是离子或电子的移动都需要消耗一定的能量,并使体系的温度升高,这样,在电池的反应中,化学能就不可能完全转化成电能,就说这些了。
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