浓差电池

氧化还原反应的电池电位 很大程度上取决于 反应物和生成物的浓度。请考虑标准条件下的镍银原电池，电池电位为 1.03 伏。然而，浓度的变化可以 增加或降低电池电位。如果浓度梯度影响 两个不同半电池的电池电位，它可以用来构建一个 具有相同半反应的电化学电池吗？请考虑有两个相同银电极的 原电池，每个电极放在 含有不同浓度银离子的溶液中。这种装置称为浓差电池。根据勒夏特列原理，浓度梯度自发地驱动电子 从离子浓度较低的半电池 流向离子浓度较高的 半电池。因此，氧化反应发生在浓度较低的电池中，那里的银电极被氧化，形成银离子，而在浓度较高的电池中，银离子被还原为固态银。因此，浓差电池的电池电位 完全由所选氧化还原试剂的浓度差 决定，可以使用能斯特方程 进行计算。当两个半电池中的离子浓度相等时，浓差电池达到平衡，其电势变为零。此时，电池被宣布”死亡”pH 计的工作原理与浓差电池相同，用于测定溶液的酸度或碱度。pH 计的玻璃电极 充满了已知浓度的氢离子 溶液。当浸入不同氢离子浓度的溶液中时，玻璃两侧 会形成可测量的电位差，用于确定样品的 pH 值。如果外部氢离子浓度 高于电极内部，则测得的电位差高。这意味着溶液呈酸性，p​H 值 低于 7。如果两侧氢离子浓度相等，会导致电位差为零。因此，测得的溶液是中性的。如果外部氢离子浓度较低，则会产生较低的电位差，这意味着溶液呈碱性，pH 值高于 7。