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  萬茜5 2018-02-12 17:50:22

  　　原電池平衡，即電化學(xué)平衡是化學(xué)反應(yīng)式，當(dāng)反應(yīng)的總速度V=V正-V逆=0，我們就說該反應(yīng)達到了平衡。 　　對于一個普通的化學(xué)反應(yīng)，例如合成氨反應(yīng)，氫和氮合成氨的正反應(yīng)速度和由氨分解為氫和氮的逆反應(yīng)速度相等時： 　　反應(yīng)的總速度V=V正-V逆=0，我們就說上述反應(yīng)達到了平衡。反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)時，表面上看反應(yīng)停止了。因此化學(xué)平衡的一個重要標志是反應(yīng)總速度等于零。 　　對于電化學(xué)反應(yīng)，它們是在電池或電解池中，伴隨著電現(xiàn)象（電流和電壓）發(fā)生的。在什么情況下，電化學(xué)反應(yīng)達到平衡呢？以電池來看，當(dāng)我們把兩個電極用導(dǎo)線串聯(lián)一個負荷電阻構(gòu)成一個回路時，電池中就發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如在氫氧燃料電池中的反應(yīng)為H2+。 　　據(jù)上面對化學(xué)反應(yīng)的分析，要使電化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，電池反應(yīng)的總速度應(yīng)等于零。則按法拉第定律，回路中的電流也為零。也就是說，即使兩個電極在連接的情況下，回路中也沒有電流通過。怎樣才能使電池處于這種狀態(tài)呢？原則上說，我們只要使回路中的負荷電阻無限大。在實驗中，我們使用Z多的滿足這一條件的儀器，叫做電位計，工作電池提供一個穩(wěn)定的電壓，它在一根粗細非常均勻的電阻線AB兩端形成一個電位差。 　　因為電阻線AB是非常均勻的，故在AB上的電位降也是非常均勻的。B點是高電位，A點是低電位。將被測電池的負極和低電位點A連接，并串聯(lián)一個高靈敏度的檢流計，正極以滑動接頭和電位較高的部位連接。移動滑動接頭，我們可以找到一個點，恰使檢流計的指針為零。此時從滑動接點C到A點之間的電位差，恰巧和被測電池的端電壓相等并方向相反，故相互抵消，在被測電池的回路中檢流計的指針為零，表明沒有電流通過被測電池。根據(jù)上面的討論，此時被測電池處于電化學(xué)的平衡狀態(tài)。當(dāng)電池處于電化學(xué)的平衡狀態(tài)時，在熱力學(xué)上稱這個電池為可逆電池。其實可逆電池除必須符合在放電回路中的電流為零的條件之外，還要滿足電池中發(fā)生的電池反應(yīng)在化學(xué)上必須是可逆反應(yīng)的條件。所謂電池反應(yīng)在化學(xué)上是可逆反應(yīng)，就是指電池充電時的反應(yīng)，恰好是電池放電時的反應(yīng)的逆反應(yīng)。還以氫氧燃料電池為例，其電池反應(yīng)在化學(xué)上是可逆的。但并非所有電池都滿足這一條件。例如我們將金屬鋅片和鉑片同時插入硫酸溶液中形成的電池，它的電池反應(yīng)在化學(xué)上就是不可逆的。 　　示例： 　　這個電池我們表示為Zn|H2SO4|Pt，在兩極間通過負荷電阻接成回路后，放電時的電池反應(yīng)為： 　　陽極：Zn→Zn2++2e 　　陰極：2H++2e→H2 　　電池反應(yīng)：Zn+2H+→Zn2++H2 　　如果對該電池充電，其電池反應(yīng)為： 　　陰極（鋅電極）：2H++2e→H2 　　結(jié)果是電解水。這樣這個電池的電池反應(yīng)在化學(xué)上是不可逆的。這種電池就不可能是一個熱力學(xué)的可逆電池。 　　電化學(xué)熱力學(xué)研究和處理的對象就是可逆電池，也就是處于電化學(xué)平衡的電池。

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