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18.7: 浓差电池
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浓差电池
 
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18.7: 浓差电池

浓差电池是 一种伏打电池类型,通过连接两个几乎相同的半电池 (均基于相同的半反应) 和使用相同电极 (仅在一种氧化还原物质的浓度中有所不同) 来构建。 因此,浓度细胞的潜能仅由特定氧化还原物种的浓度差异决定。

考虑以下伏打电池:

Eq1

根据给定的信息,可以使用 能斯特方程(Nernst equation) 计算此浓差电池的电池电势:

Eq2

以 能斯特方程(Nernst equation) 代替,

Eq3

电池电势的正值表示整个细胞反应是自发的。 当阴极中的锌离子浓度下降 (通过降低元素锌) ,而阳极则上升 (通过将锌阳极氧化为锌离子) 时,就会发生这种自发反应。 阴极中存在用于减少锌的更大驱动力,其中 Zn2+ 离子浓度更大 (阴极 > 阳极)。

实验室中的 pH 计,神经细胞膜中的离子通道以及人体中的心脏肌肉细胞都是基于浓差电池原理工作的。

本文改编自  Openstax, 化学 2e, 第 17.4 章:势能、自由能,与平衡。

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