原電池是利用兩(liang) 個(ge) 電極的電勢不同，產(chan) 生電勢差，從(cong) 而使電子流動產(chan) 生電流，是一種將化學能轉化成電能的裝置。由於(yu) 各種型號的原電池氧化還原反應的可逆性很差，放完電後，不能重複使用，故又稱為(wei) 一次電池。

　　現以銅鋅電池為(wei) 例，說明原電池產(chan) 生電能的機理。這種電池如圖12－1所示，是由一個(ge) 插入CuSO4溶液中的銅電極組成的“半電池”和另一個(ge) 插入ZnSO4溶液中的鋅電極組成的半電池所組成。兩(liang) 個(ge) 半電池以一個(ge) 倒置的U形管連接起來，管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂作成的凝膠，稱為(wei) “鹽橋”。這時，如果用導線將兩(liang) 極連接，並且中間串聯一個(ge) 電流計，那本，電流計指針將發生偏轉，說明線路上有電流通過。同時可以觀察到鋅片開始溶解而銅片上有銅沉積上去。

　　我們(men) 從(cong) 觀察到的實驗現象進一步探討這種裝置產(chan) 生電流的原因。根據金屬置換次序可知，鋅比銅活潑，鋅容易失去兩(liang) 個(ge) 電子氧化變成Zn2+進入溶液 Zn ⇋Zn2+＋2e，把電子留在鋅極上，使鋅極帶負電荷，稱為(wei) “負極”。若用導線把鋅極和銅極連接起來，此時，電子從(cong) 鋅極經過導線流向銅極，在銅極周圍的Cu2+從(cong) 銅極上獲得電子還原成金屬銅，Cu2+＋2e ⇋Cu，沉積在銅極上，銅極稱為(wei) “正極”。鹽橋的作用：為(wei) 了保持兩(liang) 杯溶液的電中性，這時鹽橋開始起導通電池內(nei) 部電路的作用，Cl-離子從(cong) 鹽橋中擴散到左邊溶液中去，與(yu) 鋅極溶解下來的Zn2+的正電荷相平衡，K+從(cong) 鹽橋中擴散到右邊溶液中去，與(yu) 由於(yu) Cu2+沉積為(wei) 金屬銅而留下的SO42-離子的負電荷相平衡。這樣就能使鋅的溶解和銅的析出繼續進行，電流得以繼續流通。所以，流經整個(ge) 體(ti) 係的電流是由金屬導體(ti) 中的自由電子和溶液中離子的遷移以及電極和溶液界麵上伴隨發生的氧化、還原反應而進行的。

　　電池常用符號表示。上述銅鋅電池可以表示如下：

　　Zn|ZnSO4（1M）||CuSO4（1M）|Cu

　　習(xi) 慣上規定把負極和有關(guan) 的溶液體(ti) 係（注明濃度）寫(xie) 在左邊，正極和有關(guan) 的溶液體(ti) 係（注明濃度）寫(xie) 在右邊。也就是規定左邊的電極進行氧化反應，右邊的電極進行還原反應。

　　單線“|”表示鋅電極和硫酸鋅溶液這兩(liang) 個(ge) 相的界麵，銅電極和硫酸銅溶液這兩(liang) 個(ge) 相的界麵，鹽橋通常用雙線“||”表示，因為(wei) 鹽橋存在兩(liang) 個(ge) 接界麵，即硫酸鋅溶液與(yu) 鹽橋之間界麵和鹽橋與(yu) 硫酸銅溶液之間界麵。

　　任何一個(ge) 自發的氧化還原反應，在原則上都可以設計成電池（氣體(ti) 不能直接作為(wei) 電極，必須附以不活潑的金屬（如鉑），書(shu) 寫(xie) 氣體(ti) 電極時必須注明氣體(ti) 壓力，如氫電極書(shu) 寫(xie) 為(wei) ：

　　PtH2（1大氣壓）|H+（0．1M）

　　重要的條件之一就是要使氧化與(yu) 還原反應分開在兩(liang) 個(ge) 電極上進行。否則，如若將鋅片直接接觸CuSO4溶液，則鋅片與(yu) Cu2+直接發生氧化還原反應，Zn＋Cu2+＝Cu＋Zn2+，此時，化學能不能轉變為(wei) 電能，而是以熱的形式釋放出來。這是為(wei) 什麽(me) 要使用鹽橋的原因。