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氧化還原電極
發(fā)生電子遷移現(xiàn)象的化學反應
概述
名稱：氧化還原電極，redox eleCtrode
通過電子遷越金屬和溶液相界面來完成反應的電極。如鉑絲浸在含F(xiàn)e 、Fe 的水溶液中所構(gòu)成的電極。電極反應在同一溶液中的兩種物制質(zhì)間進行（
），金屬只起提供或接受電子的作用，不直接參與反應。電極電勢與兩種離子的濃度有關(guān)。
這類電極的活性物質(zhì)是電極液中一種物質(zhì)的兩種不同電價的離子。氧化還原電極須用惰性導體如Pt、C等。在氧化還原反應中，有的單純起轉(zhuǎn)移電子的反應，如電極Fe ，F(xiàn)e 丨Pt的電極反應即是。在生物體內(nèi)的細胞色素
與細胞色素
所構(gòu)成的氧化還原體系與之類似，都是單純轉(zhuǎn)移電子的反應。有的氧化還原電極同時起轉(zhuǎn)移電子和質(zhì)子的氧化還原反應，如醌氫醌電極即是。在生物體內(nèi)的輔酶泛醌以及去氫抗壞血酸與抗壞血酸所構(gòu)成的氧化還原體系都與此類似。
人類依靠煤、石油等燃燒發(fā)熱提供的能源進行生產(chǎn)活動。生物體通過營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收為生命活動提供寶貴的動力。所有這些都與我們所熟知的一類重要反應——氧化還原反應有關(guān)。由氧化、還原作用又可產(chǎn)生電極電勢，許多的生物電現(xiàn)象，如腦電、心電、肌電等都與電極電勢的理論有關(guān)。電極電勢理論是了解機體內(nèi)能量傳遞、代謝途徑和生命現(xiàn)象等不可缺少的知識基礎。此外，以氧化還原為基礎的電化學分析法已成為現(xiàn)代醫(yī)學檢測手段中的重要組成部分。
氧化還原與原電池
將Zn片插入到
溶液中，會立即自發(fā)進行下述反應：
反應式
根據(jù)電學原理，若能利用一種裝置，將氧化還原反應中的電子轉(zhuǎn)移變成一種有序的電子流動，即不讓電子直接轉(zhuǎn)移，而是使還原劑失去的電子通過導線轉(zhuǎn)移到氧化劑上，就可獲得電能。丹尼爾電池就是實現(xiàn)這一設想的裝置。在丹尼爾電池中，左邊為插有一塊Zn片的
溶液，右邊為插有一塊Cu片的溶液。兩溶液用一種可讓離子自由通過的多孔隔膜隔開。當Zn片和Cu片用一串有檢流計的導線相連時，檢流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，證明導線中有電流通過。
這種利用氧化還原反應，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，稱為原電池，簡稱電池。
原電池中規(guī)定，電子流出的一極為負極，電子流入的一極為正極。在
原電池中，電子從Zn片流向Cu片，Zn片一端為負極，Cu片一端為正極。溶液中的Cu 從Cu片上得到電子，還原為Cu沉積在Cu片上，Zn失去電子變?yōu)閆n 進人ZnSO溶液中。兩個電極上的
反應分別為：
正極：
(還原反應)
將兩個電極反應式相加，得電池反應式：
。
因為鋅(或銅)電極只是組成原電池的一半，故每個電極也稱半電池。每個電極上所發(fā)生的氧化(或還原)反應稱半電池反應或半反應。每個半反應都是由同一元素的兩種不同氧化數(shù)的物質(zhì)組成，其中氧化數(shù)高的稱為氧化型，氧化數(shù)低的稱還原型，它們構(gòu)成氧化還原電對，簡稱電對。用符號表示成氧化型/還原型。如電對Zn /Zn、Cu /Cu。
理論上，任何一個自發(fā)進行的氧化還原反應都可以設計成原電池。由于氧化還原反應中，氧化劑得電子發(fā)生還原反應，還原劑失電子發(fā)生氧化反應，因此構(gòu)成原電池時，氧化劑及其還原產(chǎn)物構(gòu)成的電對為正極，還原劑及其氧化產(chǎn)物構(gòu)成的電對為負極。
在原電池中，隨著電池反應的進行，ZnSO溶液中Zn 不斷增多，使溶液帶正電，異極相吸使Zn難以失去電子，阻止Zn進一步氧化。與此同時，CuSO溶液由于Cu 變?yōu)镃u沉積在Cu片上，使溶液中SO 過量帶負電荷，同性相斥阻止電子流向Cu片，妨礙了Cu 的進一步還原。兩邊溶液均帶電荷，勢必會阻礙電池反應的繼續(xù)進行。但兩溶液間的多孔隔膜允許離子通過，左側(cè)溶液中過剩的Zn 向右側(cè)溶液擴散；右側(cè)溶液中過剩的SO 向左側(cè)擴散，維持兩邊溶液的電中性，使電池反應持續(xù)進行。由于Zn 和SO 擴散通過兩溶液的接觸界面的速度有差異，在兩溶液的接觸界面上會產(chǎn)生一種電勢差，稱為液接電勢，它的存在會影響電池電動勢的準確測定。為消除液接電勢，常采用鹽橋取代多孔隔膜。
鹽橋原電池
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這家伙太懶了，什么都沒寫！
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