高中化學里的鹽橋

楊延光 李友銀

（安徽省合肥一中 安徽 合肥 230091）

在人教版選修4《化學反應原理》第一章第三節“化學能轉化為電能”中提到了雙液電池的鹽橋問題。鹽橋的作用是什么？引入鹽橋有何應用？

一、關于鹽橋的作用

簡單來說，雙液電池使用鹽橋目的就是為了消除液接電勢，鹽橋中的陰離子和陽離子分別通過定向移動進入到負極池和正極池使雙液電池形成閉合回路。

液接電位是指當組成或活度不同的兩種電解質接觸時，在溶液接界處由于正負離子擴散通過界面的離子遷移速度不同造成正負電荷分離而形成雙電層，這樣產生的電位差稱為液體接界擴散電位，簡稱液接電位。液接電位是引起電位分析誤差的主要原因之一。在兩種溶液之間插入鹽橋以代替原來的兩種溶液的直接接觸，即可達到減免和穩定液接電位的目的。

用作鹽橋的溶液需要滿足以下條件：陰陽離子的遷移速度相近，鹽橋溶液的濃度要大，鹽橋溶液不與其所接觸溶液發生反應或不干擾測定。鹽橋作用的基本原理是：由于鹽橋中電解質的濃度很高，兩個新界面上的擴散作用主要來自鹽橋，故兩個新界面上產生的液接電位穩定，又由于鹽橋中正負離子的遷移速度差不多相等，故兩個新界面上產生的液接電位方向相反、數值幾乎相等，從而使液接電位減至最小以至接近消除。常用的鹽橋溶液有： 飽和氯化鉀溶液、4．2mol／L KCl、0．1mol／LLiAc和 0．1mol／LKNO3等。

中學化學里雙液電池中使用鹽橋，不是一個普通的技術改進，而是對舊的思維模式的一個質的突破。過去認為氧化劑、還原劑只有直接接觸、相互作用才能發生電子的轉移，而現在，是使氧化劑和還原劑近乎完全隔離，并在不同的區域之間通過特定的裝置實現了電子的定向轉移，為原電池持續、穩定地產生電流創造了必要的條件，也為原電池原理的實用性開發奠定了理論基礎。［1］

二、鹽橋的制作簡介

目前鹽橋制作大致有以下幾種：

⑴ 用含飽和氯化鉀溶液的瓊脂充入U型管制作的；也有人用塑料管充瓊脂制成鹽橋［2］；

⑵用棉花塞住盛有飽和氯化鉀溶液的U型管兩頭（有的直接用浸漬氯化鉀溶液的棉線或棉花條）；

⑶瓷片鹽橋（用瓷片封住U型導管兩頭）［3］；

⑷用金屬代替鹽橋構 成 雙 聯 電 池 的［4］， 這 種改進會對中學生的認知造成不必要的干擾，筆者認為不能在中學中采用；

⑸用U型毛細管束作鹽橋，用于以井穴板上的微型電化學實驗［5］；

⑹用素燒陶瓷制電極浸入氯化鉀溶液用于恒溫原電池［6］。

對于用含飽和氯化鉀溶液和瓊脂制作的鹽橋，筆者認為在中學價廉易制備，無須作多大改動，原因是：瓊脂價格并不昂貴，目前市價約20元／100克，能制很多鹽橋；在食品添加劑店或通過網絡購買均比較方便；U型管等儀器在中學使用很普遍；操作并不復雜，均為中學化學實驗的基本操作。

鑒于有人提到用含飽和氯化鉀溶液的瓊脂制作的鹽橋放置時間長了會干涸；筆者認為鹽橋只要在使用后用蒸餾水洗凈然后用塑料袋扎緊就能保存很長時間；還有人提到每次使用都要現制很麻煩，筆者認為嚴謹地來做實驗就必需要每次現制，因為使用后會有離子遷移對鹽橋造成污染。

為了節約試劑又不影響學生對鹽橋的理解，筆者作了兩個小小的創新與改進，一是使用彎制成U型的玻璃導管填充瓊脂，這樣可連接兩只小燒杯做實驗；二是在U型管內填充少量含飽和氯化鉀溶液的瓊脂作鹽橋。

三、鹽橋的兩種新用法

第一種新用法：

原電池實驗就在填充少量含飽和氯化鉀溶液的瓊脂的U型管內進行，圖3就是以兩只碳棒為電極的氯化鐵－碘化鉀原電池。裝置簡單，藥品用量少，現象明顯，適合課堂演示。

第二種新用法：

在電解時使用鹽橋，在填充少量含飽和硝酸鈉溶液的瓊脂的U型管內進行電解硫酸鈉溶液，一端加入酚酞試液，一端加入石蕊試液。現象明顯，效果很好。把兩端管內的溶液倒入小燒杯中，溶液的紅色消失。這有助于學生理解電極區pH和電解池pH，突破教學難點。這種鹽橋也可以用于其他電解實驗。

［1］ 人教社化學室．選修4化學反應原理教師教學用書［M］．北京：人民教育出版社，2007

［2］ 秦旅．巧制鹽橋［J］．化學教育，1998，（6）：39

［3］ 李森蘭等．一種新型鹽橋——瓷片鹽橋的制備與測試［J］．洛陽師專學報自然科學版，1993，（1）：63

［4］ 王文．以“金橋”代替鹽橋 ［J］．棗莊師專學報，2006，（4）：62－63

［5］ 張慶云．U型毛細管束在微型伏打電池中的應用［J］．微型化學實驗，2006，（2）：45

［6］ 周廣運等．電化學實驗中微型玻璃儀器的設計與應用［J］．大學化學，1999，（2）：43－44

［7］ 華中師范大學，陜西師范大學，東北師范大學．分析化學［M］．北京：高等教育出版社，2001，（6）

［8］ 人教社化學室．普通高中化學課程標準［M］．北京：人民教育教育出版社，2003