原電池的設計

1、理化學院理化學院 張愛蕓張愛蕓l電池:通訊,交通,照明,宇宙飛船,國防.l理論上能自發(fā)進行G0的反應均可以設計成原電池。l 氧化還原反應l 中和反應l 沉淀反應l 擴散過程l將給定的可自發(fā)進行的反應分解成兩個電極反應l發(fā)生氧化反應的電極做陽極（-）l發(fā)生還原反應的電極做陰極（+）l兩個電極反應的和為總的化學反應。l總反應一：Cu + Cu2+ 2Cu+l陽極反應1：Cu Cu+ + e-l陰極反應1：Cu2+ + e- Cu+電池1表示如下：Cu Cu+(1) Cu+(1), Cu2+(2)Ptl陽極反應2：Cu Cu2+ + 2e-l陰極反應2：2Cu2+ + 2e- 2Cu+電池2表示如下

2、：Cu Cu2+(1) Cu2+(1), Cu+(2)PtlrGm1=rGm2lrGm1=-z1FE1lrGm2=-z2FE2lE1=2E2l總反應二：H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)l陽：H2(g)2H+2e-l陰：1/2O2(g)+2H+2e-H2O(l)電池表示：PtH2(g)H+(aq)O2(g)Ptl總反應二：H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)l陽極反應：lH2(g)+2OH-2H2O+2e-l陰極反應:l1/2O2(g)+2H2O+4e-4OH-電池表示：PtH2(g)OH-(aq)O2(g)Ptl總反應三Ag+1/2Cl2(g)AgCll陰：1/2Cl2(g)+e-

3、Cl-l陽：Ag+Cl-AgCl+e-AgAgCl(s)Cl-(a)Cl2(g)PtlH+OH- H2Ol陰：1/2H2+OH- H2O+e-l陽：H+e- 1/2H2PtHPtH2 2(g,(g,p p)OH)OH- -, ,H2OHH+ +(aq)H(aq)H2 2(g,(g,p p)Pt)PtlH+OH- H2Ol陽：4OH- 2H2O+O2(g)+4e-l陰：O2(g)+4e-+4H+ 2H2OPtOPtO2 2(g,(g,p p)OH)OH- -, ,H2OHH+ +(aq)O(aq)O2 2(g,(g,p p)Pt)PtlAg+Cl- AgCl(s)l陽：Ag+Cl-AgCl+e-

4、l陰：Ag+e- AgAgAgCl(s)Cl-(a)Ag+Agl1、H2(g,p1)H2(g,p2)l陽：H2(g,p1)2H+(a)+2e-l陰：2H+(a)+2e-H2(g,p2)12ppln2FRTEPtH2(g,p1)H+(a)H2(g,p2)Ptl2 Ag+(a1)Ag+(a2)l陽：AgAg+(a2)+e-l陰：Ag+(a1)+e- Ag12lnaaFRTEAgAg+(a2)Ag+(a1)Agl化學電源是可以將化學能轉化為電能的裝置。理想的化學電源：電容量大，使用壽命長，安全可靠，價廉，能量轉換效率高，易于攜帶，使用方便。l一次電池（原電池或干電池）l二次電池（可充電電池或蓄電池）

5、l燃料電池l(-)Zn濃KOHMnO2(+)l陽：Zn+4OH-Zn(OH)22- +2e-l陰：MnO2+2H2O+2e-Mn(OH)2+2OH-lZn+MnO2+2H2O+2OH-= =Zn(OH)22-+Mn(OH)2l鉛酸l鎳鎘l鎳鐵l鎳氫l鋰電池l(-)PbH2SO4(aq)PbO2(+)l陽：Pb+SO42-PbSO4(s)+2e-l陰：PbO2(s)+SO42-+4H+2e-PbSO4(s)+H2OlPb+PbO2(s)+H2SO42PbSO4(s)+H2Ol（-）MHxKOH（aq）NiOOH（+） 陽極：MHx+xOH- M+xH2O+xe- 陰極：xNiOOH+xH2O+xe- xNi(OH)2+xOH- MHx+