冷龍嶺

[拼音]:yanghua huanyuan dianshi

[英文]:oxidation-reduction potential

又稱電極電勢,是一個衡量電極反應趨勢的引數,也是判斷氧化還原反應能否進行的依據。當一個金屬電極浸在該金屬的一種鹽類溶液中時,金屬中的原子有離開晶格,轉變為金屬正離子進入溶液的傾向;溶液中的金屬離子也有在金屬電極的表面還原為原子而沉積的趨勢。這樣在電極表面上因聚積電子而帶負電,靠近電極表面的溶液中可能聚積著金屬離子而帶正電;或者相反。因而在電極和溶液之間存在著一定的電勢差。不同的金屬在不同濃度的鹽溶液中的電勢差也各不相同,沒有可能也沒有必要去測定各種物質電極電勢的絕對值,將1大氣壓氫氣所飽和的鉑片與濃度為1摩爾/升的氫離子溶液之間的電勢差規定為零,即規定下列還原反應的平衡電勢等於零:

(1)

然後將其他物質與相應的溶液所構成的電極直接或間接與標準氫電極組成化學電池,進行測定對比,求得它們的電勢。例如,將 M金屬與Mn+離子溶液所構成的電極半反應:

(2)

與標準氫電極組成電池進行測定對比,實驗測得的電池電勢即為Mn+|M電極的電勢。當在1大氣壓下和溶液中Mn+離子濃度為 1摩爾/升時,即在標準狀態下這個電池的電勢值便是Mn+|M電極的標準電勢。一般是將電極反應寫成式(2)那樣的還原反應的形式,相應的電極電勢就叫做標準還原電勢。那些比H+容易還原的物質的還原電勢具有正值,而那些比H+難以還原的物質的還原電勢便具有負值。

除金屬以外,其他物質的還原電勢也是參照氫電極電勢為零而求得的。它們的標準還原電勢是指參加反應的氧化態和還原態物質的濃度都處於標準狀態時的平衡電勢,對於一個非標準狀態下的還原電勢,可以用能斯脫方程表示:

式中Eo是標準還原電勢;R為氣體常數;T為絕對溫度;n為這一氧化還原反應中電子轉移數;F為法拉第常數;c1為氧化態物質濃度;c2為還原態物質濃度。當反應中物質的濃度均等於1摩爾/升時,E=E°,即平衡電勢為標準還原電勢。

各種物質在酸性溶液中的標準還原電勢見表。如果把表中的半反應寫成氧化反應的形式,則電勢就變成標準氧化電勢

,其數值與原來的還原電勢相同,只是符號恰恰相反,即

一種物質的還原電勢愈大,表明它愈容易還原,即該物質愈容易從其他物質獲取電子,從而將其他物質氧化。表中最下面所列一些半反應中,左側的物質都是一些強氧化劑,如鹵素、氯酸鹽、高錳酸鹽、過氧化氫等;而最上面所列那些半反應中右側的物質,則是一些強還原劑,如鹼金屬、鹼土金屬、鋁等。