更新时间:2023-12-26 15:16
标准电极电势表,是指半反应按电极电势由低到高排序,可十分简明地判断氧化还原反应的方向。标准电极电势是可逆电极在标准状态及平衡态时的电势,也就是标准态时的电极电势。标准电极电势有很大的实用价值,可用来判断氧化剂与还原剂的相对强弱,判断氧化还原反应的进行方向,计算原电池的电动势、反应自由能、平衡常数,计算其他半反应的标准电极电势等。
德国化学家能斯特(H.W.Nernst)提出了双电层理论(electron double layer theory)解释电极电势的产生的原因。当金属放入溶液中时,一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下,离开金属表面进入溶液。金属性质越活泼,这种趋势就越大;另一方面溶液中的金属离子,由于受到金属表面电子的吸引,而在金属表面沉积,溶液中金属离子的浓度越大,这种趋势也越大。在一定浓度的溶液中达到平衡后,在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer),双电层的厚度虽然很小(一般约为0.2-20纳米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势(electrode potential),并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。电极电势以符号E(Mn+/M)表示, 单位为V(伏)。 如锌的电极电势以E(Zn2+/Zn)表示, 铜的电极电势以E(Cu2+/Cu)表示。
电极电势的大小主要取决于电极的本性,并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
任何温度下标准氢电极的标准电极电势值都为0,但其他电极电势值会受到温度影响。以Ni/NiO电极为例,它可以用作高温伪参比电极,在0-400°C时的电极电势大致符合以下公式:
E°(T)=-0.0003T+0.1414,T为温度,单位为K
表中数据多为298K(25℃ )条件
备注:
*摘自J.A. Dean Ed,Lange’s Handbook of Chemistry, 13th. edition, 1985。
**摘自其他参考书。
备注:*由-0.454和(2×(-0.499)+(-0.508))÷3=-0.502推算出。
【1】Milazzo, G., Caroli, S., and Sharma, V. K. (1978). Tables of Standard Electrode Potentials (Wiley, Chichester).
【2】Bard, A. J., Parsons, R., and Jordan, J. (1985). Standard Potentials in Aqueous Solutions (Marcel Dekker, New York).
【3】Bratsch, S. G. (1989). Journal of Physical Chemistry Reference Data Vol. 18, pp. 1-21.
【5】Vanýsek, Petr (2007). “Electrochemical Series”, in Handbook of Chemistry and Physics: 88th Edition (Chemical Rubber Company).
【6】Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry of the Elements, 2nd Edition, Oxford:Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.
【7】Bard, A.J., Faulkner, L.R.(2001). Electrochemical Methods. Fundamentals and Applications, 2nd edition (John Wiley and Sons Inc).
【8】Marcel Pourbaix (1966). Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions (NACE International, Houston, Texas; Cebelcor, Brussels).
【9】Peter Atkins (1997). Physical Chemistry, 6th edition (W.H. Freeman and Company, New York).