高中化学里的盐桥

高中化学里的盐桥

作者：杨延光李友银

来源：《化学教与学》2011年第06期

摘要：本文从盐桥的作用，如何制作盐桥，盐桥的创新应用等方面谈谈对盐桥的认识。

关键词：盐桥；作用；制作；创新

文章编号：1008-0546（201１）０６-00９０-0１中图分类号：G63３．８文献标识码：Ｂ doi：10.3９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０５４６．２０１１．０６．０４７

在人教版选修４《化学反应原理》第一章第三节“化学能转化为电能”中提到了双液电池的盐桥问题。盐桥的作用是什么？引入盐桥有何应用？

一、关于盐桥的作用

简单来说，双液电池使用盐桥目的就是为了消除液接电势，盐桥中的阴离子和阳离子分别通过定向移动进入到负极池和正极池使双液电池形成闭合回路。

液接电位是指当组成或活度不同的两种电解质接触时，在溶液接界处由于正负离子扩散通过界面的离子迁移速度不同造成正负电荷分离而形成双电层，这样产生的电位差称为液体接界扩散电位，简称液接电位。液接电位是引起电位分析误差的主要原因之一。在两种溶液之间插入盐桥以代替原来的两种溶液的直接接触，即可达到减免和稳定液接电位的目的。

用作盐桥的溶液需要满足以下条件：阴阳离子的迁移速度相近，盐桥溶液的浓度要大，盐桥溶液不与其所接触溶液发生反应或不干扰测定。盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高，两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥，故两个新界面上产生的液接电位稳定，又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等，故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等，从而使液接电位减至最小以至接近消除。常用的盐桥溶液有：饱和氯化钾溶液、４．２ｍｏｌ／ＬＫＣｌ、０．１ｍｏｌ／ＬＬｉＡｃ和０．１ｍｏｌ／ＬＫＮＯ３等。

中学化学里双液电池中使用盐桥，不是一个普通的技术改进，而是对旧的思维模式的一个质的突破。过去认为氧化剂、还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子的转移，而现在，是使氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续、稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。［１］

二、盐桥的制作简介

目前盐桥制作大致有以下几种：

⑴用含饱和氯化钾溶液的琼脂充入Ｕ型管制作的；也有人用塑料管充琼脂制成盐桥［２］；

⑵用棉花塞住盛有饱和氯化钾溶液的Ｕ型管两头（有的直接用浸渍氯化钾溶液的棉线或棉花条）；

⑶瓷片盐桥（用瓷片封住Ｕ型导管两头）［３］；

⑷用金属代替盐桥构成双联电池的［４］，这种改进会对中学生的认知造成不必要的干扰，笔者认为不能在中学中采用；

⑸用Ｕ型毛细管束作盐桥，用于以井穴板上的微型电化学实验［５］；

⑹用素烧陶瓷制电极浸入氯化钾溶液用于恒温原电池［６］。

对于用含饱和氯化钾溶液和琼脂制作的盐桥，笔者认为在中学价廉易制备，无须作多大改动，原因是：琼脂价格并不昂贵，目前市价约２０元／１００克，能制很多盐桥；在食品添加剂店或通过网络购买均比较方便；Ｕ型管等仪器在中学使用很普遍；操作并不复杂，均为中学化学实验的基本操作。

鉴于有人提到用含饱和氯化钾溶液的琼脂制作的盐桥放置时间长了会干涸；笔者认为盐桥只要在使用后用蒸馏水洗净然后用塑料袋扎紧就能保存很长时间；还有人提到每次使用都要现制很麻烦，笔者认为严谨地来做实验就必需要每次现制，因为使用后会有离子迁移对盐桥造成污染。

为了节约试剂又不影响学生对盐桥的理解，笔者作了两个小小的创新与改进，一是使用弯制成Ｕ型的玻璃导管填充琼脂，这样可连接两只小烧杯做实验；二是在Ｕ型管内填充少量含饱和氯化钾溶液的琼脂作盐桥。

三、盐桥的两种新用法

第一种新用法：

原电池实验就在填充少量含饱和氯化钾溶液的琼脂的Ｕ型管内进行，图３就是以两只碳棒为电极的氯化铁－碘化钾原电池。装置简单，药品用量少，现象明显，适合课堂演示。

第二种新用法：

在电解时使用盐桥，在填充少量含饱和硝酸钠溶液的琼脂的Ｕ型管内进行电解硫酸钠溶液，一端加入酚酞试液，一端加入石蕊试液。现象明显，效果很好。把两端管内的溶液倒入小烧杯中，溶液的红色消失。这有助于学生理解电极区ｐＨ和电解池ｐＨ，突破教学难点。这种盐桥也可以用于其他电解实验。

参考文献

［１］人教社化学室．选修４化学反应原理教师教学用书［Ｍ］．北京：人民教育出版社，２００７

［２］秦旅．巧制盐桥［Ｊ］．化学教育，１９９８，（６）：３９

［３］李森兰等．一种新型盐桥——瓷片盐桥的制备与测试［Ｊ］．洛阳师专学报自然科学版，１９９３，（１）：６３

［４］王文．以“金桥”代替盐桥［Ｊ］．枣庄师专学报，２００６，（４）：６２－６３

［５］张庆云．Ｕ型毛细管束在微型伏打电池中的应用［Ｊ］．微型化学实验，２００６，（２）：４５

［６］周广运等．电化学实验中微型玻璃仪器的设计与应用［Ｊ］．大学化学，１９９９，（２）：４３－４４

［７］华中师范大学，陕西师范大学，东北师范大学．分析化学［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００１，（６）

［８］人教社化学室．普通高中化学课程标准［Ｍ］．北京：人民教育教育出版社，２００３

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