化學原理啟迪265
1. 氧化還原反應oxidation-reduction(redox)是電子從還原劑reducing agent轉移到氧化劑oxidizing agent。
2. 氧化反應oxidation指物質進行反應後失去電子 （增加氧化數）；還原反應reduction指物質進行反應後會得到電子（減少氧化數）。
3. 為了瞭解氧還反應如何產生電流，我們將討論MnO4－與Fe2＋之間的反應：
8H+(aq)＋MnO4－(aq)＋5Fe2+→Mn2+(aq)＋5Fe3+(aq)＋4H2O(l)
在這個反應Fe2+被氧化，MnO4－被還原；電子從Fe2+（還原劑）轉移到MnO4－（氧化劑）。
4. 我們可以把氧化還原反應分為2個半反應，一個是氧化反應，另一個是還原反應，上述的反應分為2個半反應是
還原反應：8H+＋MnO4－(aq)＋5e－→Mn2+＋4H2O(l)
氧化反應：5（Fe2+→5Fe3+＋e－ ）
特別留意，第一列的半反應每進行1次，第二列的半反應會進行5次，整個反應就是把這二個半反應加起來。
5. 當MnO4－與Fe2+溶解於同一份溶液裡，反應物崩解時，電子也同時轉換，這種情況下，反應的化學能沒有被拿來做任何有用的功，化學能以熱的形式釋放到周遭。
6. 我們有沒有辦法好好利用這個化學反應的能量呢？秘訣是把氧化劑與還原劑分開來，讓電子透過一條電線傳遞。然後，把電子在電線流動製造出來的電流，引導到一個機械裝置裡做功，例如引導到電動馬達。
7. 我們舉以下的例子說明
8. 如果我們的理論正確，電子應該從Fe2+流到MnO4－。然而，我們做的這個裝置，沒有顯示出任何的電子流動，為什麼？更仔細觀察又發現，當我們用電線連接這二種溶液時，電流曾出現一瞬間，但後來又消失了。
9. 電子停止流動與這二個停止的電極裝置有關，如果電流從右邊燒杯的電極流向左邊燒杯的電極，使左邊燒杯的電極（接收電子端）變得負極，並且右邊燒杯的電極（失去電子）變得正極。
10. 這種電極分離的狀態（電極不平衡）需要大量的能量，電子沒辦法在這樣的狀態下持續流動。不過有一個簡單的辦法可以解決這個問題，兩邊獨立的裝置連通，讓離子可以自由流動，保持二邊裝置（燒杯內的溶液）淨電荷等於零。
11. 連通的方法包括使用鹽橋salt bridge（充滿電解質的U型管）或有孔圓塞porous disk，貫通這二邊燒杯的溶液。這二種裝置都能使離子流動，並且不會讓二邊的溶液混在一起。
12. 我們提供貫通二邊電極裝置一個離子流通的管道，就完成了電流迴路。電子從還原劑通過電線，流到氧化劑，離子在二個獨立的燒杯溶液間流動，使二邊淨電荷保持等於零的狀態。
13. 電池galvanic cell的基本特性：電池是能夠把化學能轉換為電能的裝置（電解是相反的程序）。
14. 電池的電化學反應在電極與溶液之間進行，造成電子在不同電極之間轉移。產生氧化反應的電極稱為陽極anode，產生還原反應的電極稱為陰極cathode。
徐弘毅：
1. 有一種化學反應稱為氧化還原反應，氧化還原反應的二種反應物質彼此會轉移電子，也就是其中一種反應物質會提供電子給另外一個反應物質。例如，過錳酸根MnO4－與鐵離子Fe2+的反應就是一種氧化還原反應，過錳酸根MnO4－得到電子，鐵離子Fe2+失去電子。
2. 如果氧化還原反應的物質在同一個系統中（例如在同一個燒杯裡）進行，反應之後只得到物質的變化，無法利用在物質之間轉移的電子。如果我們想粹取化學變化過程轉移的電子來使用，該怎麼做？
3. 分開二種反應物質，用二個獨立的燒杯容器（系統）裝氧化半反應與還原半反應的物質，然後在二個燒杯（系統）之間裝上電線，這樣就可以攔截到氧化還原反應過程中移動的電子，這樣是不是在電線之間裝上電器，就可以使用電器了？
4. 結果不如預期，電線瞬間通了一點電，然後就沒電了，為什麼？因為「氧化反應物質（還原劑）」透過電線提供電子給「還原反應物質（氧化劑）」之後，「還原反應物質」那一端的電極累積太多負電，而「氧化反應物質」這裡又因為缺電而變得太正電，這樣電荷不平衡。
5. 為什麼電荷不平衡會中斷氧化還原反應提供電子？電荷不平衡代表，負電極那一端的負電太多了，按照正負相吸的慣性，負電應該會想要跑到正電端讓電力平衡，這股追求逆轉的力量，阻止了氧化反應物質（正電端）繼續提供電子給還原反應的物質（負電端）。
6. 所以，我們必須使兩個電極都保持電中性，才能讓氧化還原反應持續進行、持續提供電子。如何讓兩個燒杯容器都保持電中性呢？讓兩邊燒杯的離子可以流通，用正負離子的移動來平衡。
7. 我們在二個獨立的燒杯系統間設立一個可以讓離子流通的管道（例如鹽橋），就完成了電流迴路。
8. 這樣當電子從還原劑通過電線（氧化反應），流到氧化劑（還原反應）時，離子也同時移動到不同的燒杯溶液調整，陰離子移往陽極端彌補流失的電子，陽離子移往陰極端彌補獲得電子造成的欠缺，用這個方法維持二個燒杯的電中性，氧化還原就可持續進行、持續供應電流通過電線。
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