【汇旺担保】 氧化还原电势

11/19/2022 0 Comments

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[拼音]:yanghua huanyuan dianshi

[英文]:oxidation-reduction potential

又称电极电势,是一个衡量电极反应趋势的引数,也是判断氧化还原反应能否进行的依据。当一个金属电极浸在该金属的一种盐类溶液中时,金属中的原子有离开晶格,转变为金属正离子进入溶液的倾向;溶液中的金属离子也有在金属电极的表面还原为原子而沉积的趋势。这样在电极表面上因聚积电子而带负电,靠近电极表面的溶液中可能聚积著金属离子而带正电;或者相反。因而在电极和溶液之间存在著一定的电势差。不同的金属在不同浓度的盐溶液中的电势差也各不相同,没有可能也没有必要去测定各种物质电极电势的绝对值,将1大气压氢气所饱和的铂片与浓度为1摩尔/升的氢离子溶液之间的电势差规定为零,即规定下列还原反应的平衡电势等于零:

(1)

然后将其他物质与相应的溶液所构成的电极直接或间接与标准氢电极组成化学电池,进行测定对比,求得它们的电势。例如,将 M金属与Mn+离子溶液所构成的电极半反应:

(2)

与标准氢电极组成电池进行测定对比,实验测得的电池电势即为Mn+|M电极的电势。当在1大气压下和溶液中Mn+离子浓度为 1摩尔/升时,即在标准状态下这个电池的电势值便是Mn+|M电极的标准电势。一般是将电极反应写成式(2)那样的还原反应的形式,相应的电极电势就叫做标准还原电势。那些比H+容易还原的物质的还原电势具有正值,而那些比H+难以还原的物质的还原电势便具有负值。

除金属以外,其他物质的还原电势也是参照氢电极电势为零而求得的。它们的标准还原电势是指参加反应的氧化态和还原态物质的浓度都处于标准状态时的平衡电势,对于一个非标准状态下的还原电势,可以用能斯脱方程表示:

式中Eo是标准还原电势;R为气体常数;T为绝对温度;n为这一氧化还原反应中电子转移数;F为法拉第常数;c1为氧化态物质浓度;c2为还原态物质浓度。当反应中物质的浓度均等于1摩尔/升时,E=E°,即平衡电势为标准还原电势。

各种物质在酸性溶液中的标准还原电势见表。如果把表中的半反应写成氧化反应的形式,则电势就变成标准氧化电势

,其数值与原来的还原电势相同,只是符号恰恰相反,即

一种物质的还原电势愈大,表明它愈容易还原,即该物质愈容易从其他物质获取电子,从而将其他物质氧化。表中最下面所列一些半反应中,左侧的物质都是一些强氧化剂,如卤素、氯酸盐、高锰酸盐、过氧化氢等;而最上面所列那些半反应中右侧的物质,则是一些强还原剂,如碱金属、碱土金属、铝等。

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