原電池原理是利用兩個電極的電勢的不同，產(chǎn)生電勢差，從而使電子流動，產(chǎn)生電流。原電池反應(yīng)過程是怎么樣的呢?下面一起來看看原電池的工作原理的詳細(xì)介紹。

原電池的工作原理

原電池的工作原理：原電池反應(yīng)屬于放熱的反應(yīng)，一般是氧化還原反應(yīng)，但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子通過外電路輸送到正極上，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的定向移動和外部導(dǎo)線中電子的定向移動構(gòu)成了閉合回路，使兩個電極反應(yīng)不斷進(jìn)行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流，實現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。

但是，需要注意，非氧化還原反應(yīng)一樣可以設(shè)計成原電池。

從能量轉(zhuǎn)化角度看，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;從化學(xué)反應(yīng)角度看，原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)外接導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個電極上進(jìn)行。

原電池的構(gòu)成原理

1.電極材料由兩種金屬活潑性不同的金屬或由金屬與其他導(dǎo)電的材料(非金屬或某些氧化物等)組成。

2.電解質(zhì)存在。

3.兩電極之間有導(dǎo)線連接，形成閉合回路。

4.發(fā)生的反應(yīng)是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

只要具備前三個條件就可構(gòu)成原電池。而化學(xué)電源因為要求可以提供持續(xù)而穩(wěn)定的電流，所以除了必須具備原電池的三個構(gòu)成條件之外，還要求有自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。也就是說，化學(xué)電源必須是原電池，但原電池不一定都能做化學(xué)電池。

形成前提：總反應(yīng)為自發(fā)的化學(xué)反應(yīng)。

注：新課標(biāo)高中化學(xué)中所有原電池都發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，但非氧化還原反應(yīng)一樣可以設(shè)計成原電池。

電極的構(gòu)成

a.活潑性不同的金屬—鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極;

b.金屬和非金屬(非金屬必須能導(dǎo)電)—鋅錳干電池，鋅作負(fù)極，石墨作正極;

c.金屬與化合物—鉛蓄電池，鉛板作負(fù)極，二氧化鉛作正極;

d.惰性電極—氫氧燃料電池，電極均為鉑。

電解液的選擇：負(fù)極材料一般要能與電解液自行發(fā)生氧化還原反應(yīng)。

正負(fù)極判斷

通常情況下，在原電池中某一電極若不斷溶解或質(zhì)量不斷減少，該電極發(fā)生氧化反應(yīng)，此為原電池的負(fù)極(陽極，anode);若原電池中某一電極上有氣體生成、電極的質(zhì)量不斷增加或電極質(zhì)量不變，該電極發(fā)生還原反應(yīng)，此為原電池的正極(陰極，cathode)。[3-4]

正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子;負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子。

電子由負(fù)極流向正極，電流由正極流向負(fù)極。溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極。

電極判斷

負(fù)極：電子流出的一極(負(fù)極定義);化合價升高的一極;發(fā)生氧化反應(yīng)的一極;活潑性相對較強(qiáng)(有時候也要考慮到電解質(zhì)溶液對兩極的影響)金屬的一極。(僅適用于原電池)

正極：電子流入的一極(正極定義);化合價降低的一極;發(fā)生還原反應(yīng)的一極;相對不活潑(有時候也要考慮到電解質(zhì)溶液對兩極的影響)的金屬或其它導(dǎo)體的一極。(僅適用于原電池)

陽極：發(fā)生氧化反應(yīng)的電極(陽極定義)

陰極：發(fā)生還原反應(yīng)的電極(陰極定義)

在原電池中，外電路為電子導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中為離子導(dǎo)電。

注意：anion是陰離子，anode是陽極，cation是陽離子，cathode是陰極。

原電池的判定

先分析有無外接電路，有外接電源的為電解池，無外接電源的可能為原電池;然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是“四看”：

看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸;

看本質(zhì)——能否轉(zhuǎn)化為氧化還原反應(yīng)。

2、多池相連，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的一池為原電池，其他各池可看做電解池。

口訣

離子不上岸，電子不下水。

種類

碳鋅電池

俗稱碳性電池，電壓約1.5V，售價最平，但電池容量較低，能輸出的電池也較低，幾乎被堿錳電池所取代，唯獨是不會在長期存放后漏出有害腐蝕液體，所以仍被使用于低用電量同時需長期使用的裝置，例如鐘、紅外線搖控等。為了增加正極的導(dǎo)電性，一般會以粉末狀碳和二氧化錳圍繞碳棒作正極，所以又稱為鋅錳電池電池。電解質(zhì)一般采用氯化銨，當(dāng)中也有為了容量或輸出電流而改用氯化鋅為電解質(zhì)(通常標(biāo)示為“HeavyDuty”)。

堿錳電池

電壓約1.5V，電池容量及輸出的電壓較鋅錳電池高，但不及鎳氫電池，長期存放后漏出有害腐蝕液體。