簡單化學電池一問

先問個非常簡單的問題:
你這樣換過電解質溶液後, 電池還是原本的電池嗎? 電勢差會保持一樣嗎?

1.
原本的兩個半反應, 陽極(負極.... 即是會發生氧化的電極) 是Mg金屬變 Mg(2+), 標準還原電勢 = -2.372 V ;
陰極(正極, 還原反應) 是Cu(2+)離子變 Cu金屬, 標準還原電勢 = +0.3419V .
此電池的標準電勢差是 +2.714 V.
總反應: Mg + Cu(2+) ------> Mg(2+) + Cu E = +2.714V

(中文好難搞.... )


經你一改, 陰極反應改為<水還原成氫氣及氫氧根離子>,
2H2O + 2e- ------> H2 + 2OH(-)
標準還原電勢 = -0.8277 V;
同時, 由於溶液的氫氧根離子濃度升高, 生成的Mg(2+) 可預期生成Mg(OH)2,
因此標準半電池還原反應變成 Mg(OH)2 + 2e- ------> Mg + 2OH(-)
標準還原電勢 = -2.690 V .

此電池的標準電勢差是 +1.862 V.
總反應: Mg + 2H2O ------> Mg(OH)2 + H2 E = +1.862V


簡而言之, 你說的實驗改動是可行, 一樣有反應;
但那又是另一個反應, 另一個電池.


2.
首先, 丹尼爾電池是歷史遺物, 丹尼爾1836年確是如此造法, 結構如此沒法更改, 改了丹尼爾電池就不是丹尼爾電池了.

其次, 是, Cu 和ZnSO4 是不會置換, 但就如[1] 的情況, 全部的化學反應及其電勢差都會改頭換面.

原本的反應是 Zn + Cu(2+) ------> Zn(2+) + Cu
標準電勢差大約是 +0.42 V ;

經你一改, 依然做得到電池, 但反應變成 Zn + 2H(+) ------> Zn(2+) + H2
標準電勢差大約是 +0.76 V.


改電極物料, 改電解質, 改濃度, 改酸鹼值等, 都有可能影響兩個半電池的反應啊. 先搞清楚你在造甚麼電池.