水果电池原理

水果电池原理

水果电池的发电原理是：两种金属片的电化学活性是不一样的，其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子，由于产生了正电荷，整个系统需要保持稳定，所以在组成原电池的情况下，由电子从回路中保持系统的稳定，这样的话理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关，在此情况下，如果回路的长度改变，势必造成回路的改变，所以也会造成电压的改变 
水果电池示意图如下

其实，可乐也可以做电池的，原理也一样。不信大家可以去试试看，可乐里也是含有酸性的。推荐大家多使用，环保低碳嘛~

水果中有大量的电解质（即含有带正负电荷的离子），如苹果、香蕉中富含钾离子，它带正电荷，而且它们还有氯离子等带负电荷的离子，如果铜片、锌片插入水果中，则就会有化学课中讲到的置换反应，或者简单说是正负电荷就会分别聚集到铜片、锌片上，因此水果两金属片间就有电压。

只能做实验，没有什么用。和干电池一样，因为水果是含有酸性的，会在金属片上形成电荷，把锌片插入作为负极，铜片插入作为正极，就会产生电流。

这种水果电池中的反应，学名叫原电池反应。原电池的构成条件有三个：
（1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。
（2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。
（3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。
只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。（以上是百度百科里的知识，很正确，不得不采纳）
然后来分析一下这段材料。两种金属活动性不同的金属，具体来讲，就是你说的一块铁片，一块铜片。电解质，通俗来讲，就是酸碱盐之类的东西，水果里面的酸和无机盐在这个原电池中充当电解质。然后你把两块金属，也就是两个电极，通过小电珠等连起来，就构成了一个回路：铜片→导线→小电珠→导线→铁片→水果（水果里面的电解质溶液也可以导电的！可以把它也看成一段导线）→铜片。回路（你可以理解成一个首尾相接的电路环）有了，那么回路里只要有一个力推着电子走，就会有电流了。
那么，这个理从哪里来呢？我们不考虑太复杂的情况，假设水果里的各种电解质中只有某种酸参与了反应。我可以先告诉你，酸参加反应，实际上是一种叫做氢离子（H+）的东西参加了反应。所以我们只考虑氢离子好了。我们知道，当把一种比较活泼的金属比如铁放到酸里时，他会被酸腐蚀。准确的讲，铁与氢离子发生了反应。用离子反应方程式表示是：
2Fe + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2
这个不懂没关系。简单地说，铁原子觉得自己身上的电子一点也不缺，但氢离子却是非常迫切地想要一个电子。于是，铁给了它一个电子，还嫌不够，又给了另外两个氢离子每人一个电子，自己变成了铁离子，进入了溶液中。氢离子得到电子，就变成了氢原子，转眼间忘恩负义，变成氢气玩去了....
然后再看看铜，他可是个小气鬼，一点也不愿意给别人电子。于是他就不与酸反应。用专业术语讲，叫金属活动性较低。
当分别单独放入酸中时，铁与酸反应冒氢气泡，铜不反应。可当用导线把他们连起来后，情况就发生了变化。铁依然失电子，但却变成了默默奉献：他把电子通过小电珠和导线传到了铜那里，然后通过铜传给氢离子，这时的铜接受了铁传来的电子，也假慷慨起来。在我们看起来，铜那边的氢离子得了电子变成了氢气，但实际上，是铁在默默贡献电子。在小电珠所在的电路（外电路）里，电子从铁经过小电珠流到铜，所以如碧落海所言，铜是正极。
那个金属活动性顺序，可以理解为付出电子的慷慨程度，排在前面的最慷慨。
为什么用导线一连，电子就一定先跑到铜那边去再与氢离子结合呢？我也不知道，我们老师也没讲。高中阶段不必掌握。记住：电子一定通过导线先流向金属活动性弱的一端，也就是说，活动性强的，一定做负极。
关于方程式，由于水果中有成千上万种有机物，发生的反应很多，但原理都与以酸为例的反应类似。即使是酸，也有好多种，所以只能写离子方程式：
铁片：Fe –3e- = Fe3+ 氧化反应(负极)
铜片附近：2H+ + 2e- = H2↑ 还原反应(正极)