濃差電池英文解釋翻譯、濃差電池的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 concentration cell

分詞翻譯：

濃的英語翻譯：

dense; great; strong; thick

差的英語翻譯：

differ from; difference; dispatch; errand; mistake

電池的英語翻譯：

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

專業解析

濃差電池（Concentration Cell）是一種特殊的電化學電池，其電動勢（EMF）完全由兩電極區電解質的濃度差異驅動，而非電極材料的化學性質差異。其核心原理是利用離子從高濃度區向低濃度區的自發遷移來産生電能。以下是詳細解釋：

一、基本定義與原理

濃差電池由兩個相同的電極（如均為銀電極）浸入含有相同離子（如Ag⁺）但濃度不同的電解質溶液中構成。根據能斯特方程（Nernst Equation），電池電動勢（E）的計算公式為：

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

其中：

R 為氣體常數（8.314 J/mol·K），
T 為絕對溫度（K），
n 為轉移電子數，
F 為法拉第常數（96485 C/mol），
C₁ 和 C₂ 分别為高、低濃度區的離子濃度（C₁ > C₂）。
本質：濃度差驅動離子定向遷移，導緻電子通過外電路流動，直至兩側濃度平衡。

二、典型結構與工作過程

電極與電解質
- 兩電極材質相同（如純銅或純鋅），
- 電解質含相同離子（如Cu²⁺或Zn²⁺），但濃度不同（如 1.0 M vs 0.01 M）。
鹽橋作用
通過鹽橋（含KCl或KNO₃）連接兩半電池，維持電荷平衡并防止溶液混合。

反應方向
- 低濃度端：發生氧化反應（如 Zn → Zn²⁺ + 2e⁻），離子濃度增加；
- 高濃度端：發生還原反應（如 Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn），離子濃度降低。

三、應用場景

電化學傳感
用于檢測溶液離子濃度變化，如環境監測中的重金屬檢測。

腐蝕研究
模拟金屬局部腐蝕（如縫隙腐蝕），因氧濃度差異形成腐蝕電池。

基礎教學實驗
驗證能斯特方程及濃度對電極電勢的影響（常見于物理化學實驗）。

四、與普通電池的區别

特征	濃差電池	普通化學電池
驅動力	電解質濃度差	電極材料化學性質差異
電極組成	兩側電極相同	兩側電極不同（如Zn與Cu）
最終狀态	濃度平衡後停止放電	化學物質耗盡後停止放電

參考資料：

電化學基礎理論（《物理化學》，傅獻彩等編）
美國化學學會（ACS）出版物 Journal of Chemical Education 相關實驗案例
劍橋大學化學工程系電化學課程講義（網頁存檔）

網絡擴展解釋

濃差電池是一種基于溶液濃度差異産生電勢差的電化學裝置，其核心原理是通過物質從高濃度向低濃度的轉移實現能量轉換。以下是詳細解釋：

一、定義與基本原理

定義
濃差電池通過電解質溶液或電極材料的濃度差異形成電勢差，其總反應表現為物質從高濃度區向低濃度區的轉移，伴隨吉布斯自由能轉化為電能。标準電動勢（Eθ）為零，因為兩極反應性質相同。
工作原理
當兩種不同濃度的電解質溶液通過半透膜或離子交換膜隔離時，離子因濃度梯度發生擴散，導緻電荷分離并産生電勢差。例如，硝酸銀濃差電池中，高濃度側的Ag⁺遷移至低濃度側，通過電極反應（Ag → Ag⁺ + e⁻）形成電流，直至兩側濃度平衡。

二、分類

濃差電池主要分為兩類（）：

電極濃差電池
- 特點：電極材料相同但濃度不同（如不同氣壓的氣體電極或不同濃度的汞齊電極）。
- 示例：氫氣濃差電池（H₂高壓電極與H₂低壓電極浸入相同酸溶液中）。
電解質濃差電池
- 特點：電解質溶液濃度不同，電極材料相同。
- 示例：Ag電極分别插入0.1M和1M AgNO₃溶液中。

三、應用領域

能源轉換與儲存：如海水淡化中利用反滲透膜産生電勢差。
環境監測：膠體濃差電池用于檢測污染物濃度梯度。
工業分析：通過能斯特方程計算物質濃度差（如電化學傳感器）。

四、公式表達

濃差電池的電動勢可通過能斯特方程計算： $$ E = frac{RT}{nF} lnleft(frac{c{text{高}}}{c{text{低}}}right) $$ 其中，( R )為氣體常數，( T )為溫度，( n )為轉移電子數，( F )為法拉第常數，( c{text{高}} )和( c{text{低}} )為兩側濃度。

濃差電池的關鍵在于濃度差異驅動的離子遷移和電荷分離，其分類與應用廣泛覆蓋能源、環保等領域。實際使用時需注意電解質膜的選擇及濃度平衡問題。如需進一步了解具體案例或公式推導，可參考來源網頁。