上次化学实验课做铜锌稀硫酸原电池装置,盯着电流表指针半天摸不清如何判断原电池正负极,手里的锌片边缘还冒着细碎气泡,同桌拿着导线胡乱搭接,直接把电流读数搞成了负数,当时整个人都乱了节奏。
课本上只写了失电子的是负极,得电子的是正极,可真正动手组装仪器的时候,根本没法直接看见电子移动的方向,只能靠着实验里看得见的变化慢慢摸索。锌片放进稀硫酸之后,表面持续冒出大量细小氢气泡,金属薄片的质量也在一点点变轻,导线连通之后电流表偏转方向固定,铜片上几乎看不到气泡,金属质量没有任何损耗。
后来才反应过来,金属电极的溶解状态是最直观的分辨依据,当时总习惯性先看金属活动性顺序表,靠着金属活泼性预判两极,偏偏那次实验混进了石墨惰性电极,这套预判逻辑直接失效。石墨电极本身不会发生溶解反应,电极表面只会附着大量气泡,翻遍课本也没标注惰性电极的判断方式,蹲在实验台边反复更换电极,折腾了近二十分钟才理顺思路。
同组的同学完全靠着电流表偏转方向分辨两极,他把导线红黑夹子对应电极,指针正向偏转就认定红夹连接的是正极,操作起来十分省事,可他那次忘记核对电流表接线规范,正负接线柱接反之后,读数反向偏移,他还误以为电极极性彻底颠倒,反复拆装整套装置耽误了大半节课。
电解液内部的离子移动轨迹也能辅助分辨电极,稀硫酸里的氢离子会主动朝着铜电极聚拢,锌电极周边的硫酸根离子浓度明显更高,拿着试剂试纸触碰两极附近溶液,试纸变色程度差别十分清晰。只是这个检测方式操作步骤偏繁琐,上课时间紧凑很少有人愿意完整操作,大多只会随手看一眼电极表面的反应现象。
我那次实验收尾整理器材时,忽然想起老师课上随口说的氧化还原规律,负极发生氧化反应,金属持续消耗,正极发生还原反应,只会出现气体析出或者金属析出的现象。之前一直把金属活泼性当成唯一判定标准,碰到石墨这类不参与反应的电极就彻底卡住,完全忽略电极表面的反应现象才是通用的判断方式。
收拾实验试管的时候,指尖蹭到残留的稀硫酸,才回过神自己之前绕了好大一圈弯路,明明实验台上的电极变化肉眼就能看清,非要死记金属活动性顺序,忽略实验现场的直观现象。
晚自习整理实验笔记的时候,笔尖停在空白处半天,总想着要是实验一开始就盯着电极反应现象判断两极,根本不用浪费那么多时间反复调试装置。