浓差电池英文解释翻译、浓差电池的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 concentration cell

分词翻译：

浓的英语翻译：

dense; great; strong; thick

差的英语翻译：

differ from; difference; dispatch; errand; mistake

电池的英语翻译：

battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【医】 battery; battery cells; electric battery

专业解析

浓差电池（Concentration Cell）是一种特殊的电化学电池，其电动势（EMF）完全由两电极区电解质的浓度差异驱动，而非电极材料的化学性质差异。其核心原理是利用离子从高浓度区向低浓度区的自发迁移来产生电能。以下是详细解释：

一、基本定义与原理

浓差电池由两个相同的电极（如均为银电极）浸入含有相同离子（如Ag⁺）但浓度不同的电解质溶液中构成。根据能斯特方程（Nernst Equation），电池电动势（E）的计算公式为：

E = frac{RT}{nF} ln frac{C_1}{C_2}

其中：

R 为气体常数（8.314 J/mol·K），
T 为绝对温度（K），
n 为转移电子数，
F 为法拉第常数（96485 C/mol），
C₁ 和 C₂ 分别为高、低浓度区的离子浓度（C₁ > C₂）。
本质：浓度差驱动离子定向迁移，导致电子通过外电路流动，直至两侧浓度平衡。

二、典型结构与工作过程

电极与电解质
- 两电极材质相同（如纯铜或纯锌），
- 电解质含相同离子（如Cu²⁺或Zn²⁺），但浓度不同（如 1.0 M vs 0.01 M）。
盐桥作用
通过盐桥（含KCl或KNO₃）连接两半电池，维持电荷平衡并防止溶液混合。

反应方向
- 低浓度端：发生氧化反应（如 Zn → Zn²⁺ + 2e⁻），离子浓度增加；
- 高浓度端：发生还原反应（如 Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn），离子浓度降低。

三、应用场景

电化学传感
用于检测溶液离子浓度变化，如环境监测中的重金属检测。

腐蚀研究
模拟金属局部腐蚀（如缝隙腐蚀），因氧浓度差异形成腐蚀电池。

基础教学实验
验证能斯特方程及浓度对电极电势的影响（常见于物理化学实验）。

四、与普通电池的区别

特征	浓差电池	普通化学电池
驱动力	电解质浓度差	电极材料化学性质差异
电极组成	两侧电极相同	两侧电极不同（如Zn与Cu）
最终状态	浓度平衡后停止放电	化学物质耗尽后停止放电

参考资料：

电化学基础理论（《物理化学》，傅献彩等编）
美国化学学会（ACS）出版物 Journal of Chemical Education 相关实验案例
剑桥大学化学工程系电化学课程讲义（网页存档）

网络扩展解释

浓差电池是一种基于溶液浓度差异产生电势差的电化学装置，其核心原理是通过物质从高浓度向低浓度的转移实现能量转换。以下是详细解释：

一、定义与基本原理

定义
浓差电池通过电解质溶液或电极材料的浓度差异形成电势差，其总反应表现为物质从高浓度区向低浓度区的转移，伴随吉布斯自由能转化为电能。标准电动势（Eθ）为零，因为两极反应性质相同。
工作原理
当两种不同浓度的电解质溶液通过半透膜或离子交换膜隔离时，离子因浓度梯度发生扩散，导致电荷分离并产生电势差。例如，硝酸银浓差电池中，高浓度侧的Ag⁺迁移至低浓度侧，通过电极反应（Ag → Ag⁺ + e⁻）形成电流，直至两侧浓度平衡。

二、分类

浓差电池主要分为两类（）：

电极浓差电池
- 特点：电极材料相同但浓度不同（如不同气压的气体电极或不同浓度的汞齐电极）。
- 示例：氢气浓差电池（H₂高压电极与H₂低压电极浸入相同酸溶液中）。
电解质浓差电池
- 特点：电解质溶液浓度不同，电极材料相同。
- 示例：Ag电极分别插入0.1M和1M AgNO₃溶液中。

三、应用领域

能源转换与储存：如海水淡化中利用反渗透膜产生电势差。
环境监测：胶体浓差电池用于检测污染物浓度梯度。
工业分析：通过能斯特方程计算物质浓度差（如电化学传感器）。

四、公式表达

浓差电池的电动势可通过能斯特方程计算： $$ E = frac{RT}{nF} lnleft(frac{c{text{高}}}{c{text{低}}}right) $$ 其中，( R )为气体常数，( T )为温度，( n )为转移电子数，( F )为法拉第常数，( c{text{高}} )和( c{text{低}} )为两侧浓度。

浓差电池的关键在于浓度差异驱动的离子迁移和电荷分离，其分类与应用广泛覆盖能源、环保等领域。实际使用时需注意电解质膜的选择及浓度平衡问题。如需进一步了解具体案例或公式推导，可参考来源网页。