【笔记】2.1.1.2 原电池与电解池

根据电化学反应发生条件与结果的不同,电化学系统可划分为原电池和电解池两类，两者均由电解液和电极组成。

定义

原电池：化学能→电能的装置。

电解池：电能→化学能 (与外电源组成回路,使得电流在电化学体系中通过并促使电化学反应发生)的装置。

最直接的判断方法就是有没有接外电源，无则是原电池（自己产电，把化学能转为电能），有则是电解池（靠外界电源把电能转为化学能）。

很容易看出，下图中左图是原电池，右图是电解池。

电解质溶液的导电机理

电极命名：

1. 正极：电势高的电极
2. 负极：电势低的电极
3. 阳极：发生氧化反应的电极
4. 阴极：发生还原反应的电极

原电池常常用正负极命名，电解池常用阴阳极命名。

为了保持电解液的电中性,荷电粒子必须在两极间运动。同时,电子需要通过外电路进行传输并避免其在电极上积累。电极反应是一种特殊的氧化还原反应,其发生在不同地点,但电子转移物质的量相等。

电流通过溶液是通过正负离子的定向迁移，电流在溶液和界面的连续是通过离子在电极上分别得失电子，发生氧化还原反应实现的。

记住：

1. 电解池的正极就是阳极（失去电子，氧化反应）
2. 电解池的负极就是阴极（得到电子，还原反应）
3. 原电池的正极就是阴极（得到电子，还原反应）
4. 原电池的负极就是阳极（失去电子，氧化反应）

下图中，（a）是电解池，Pt电极插在HCl溶液内；（b）是原电池，把氢气和氯气冲到Pt电极上，插在Hcl溶液内。

（a）中，电解质内电流从正极流到负极。故Cl-往正极流，H+往负极流。

Cl-在正极失去电子，变成氯气。

$2C{l}^{-}=C{l}_2+2e^{-}$

H+在负极得到电子，变成氢气。

$2H^{+}+2e^{-}=H_2$

总反应是：$2HCl\to H_2+C{l}_2$

由于需要消耗电功的非自发反应，故$\Delta G>0$

（b）中，发生自发反应$H_2+C{l}_2\to 2HCl$。

故氯气得到电子，变成Cl-：$C{l}_2+2e^{-}\to 2C{l}^{-}$

氢气失去电子，变成H+：$H_2\to 2H^{+}+2e^{-}$

由于电极之间电子的得失，导致电势差的产生，从而在两个电极连接导线，会产生电流。通氯气那电极为正极，另一极为负极。

电流从正极流向负极，电解液中从负极流向正极。

故H+向氯气电极方向迁移，Cl-向氢气电极方向迁移。

法拉第定律

1833 年,法拉第在总结大量实验的基础上,提出法拉第第一定律及第二定律:

1. 在电极上发生电极反应的物质质量与通过的电量成正比：$m=$