电极电势(二)【全国一等奖】

无机与分析技术电极电势(二)薛俊娟

电极电势(二)

标准电极电势标准电极电势符号

若组成电极的各物质均处于热力学标准态，此时的电极电势就称为标准电极电势。热力学标准态，即溶液中离子浓度为１mol·L-1,气体分压为1.01×105Pa。

电极电势(二)

标准电极电势是相对电极电势，单个电极的电极电势的绝对值迄今无法测得。参比电极：标准氢电极。

电极电势(二)

(一)标准氢电极规定：25℃（298.15K），H+浓度为1mol/L溶液，通入分压为101.5kPa的高纯H2，则电极电势为0V。φθ（H+/H2）=0.000V电极反应：2H+

(aq)+2e-H2(g)

电极电势(二)

气体不能直接制成电极，所以选用化学性质极不活泼而又能导电的铂片来制备电极。将铂片上镀一层疏松而多孔的铂黑，以提高氢气的吸附量。电极组成为：Pt，H2，pθ|H+(1.0mol/L-1)

电极电势(二)

(二)标准电极电势的测量电极电势的大小与金属本性、离子浓度及温度有关。为了方便起见，引入标准电极电势的概念。标准状态下，将各种电极和标准氢电极连接组成原电池，测定其电动势并由电流方向来并确定其正极和负极，从而得出来各种电极的标准电极电势，用符号φθ表示。

电极电势(二)

标准状态是指：温度恒定为298.15K，组成电极的相关离子浓度(严格意义上是活度)均为1mol/L-1，气体的分压为pθ为101.5kPa，固体和液体都是纯净物。

电极电势(二)

例：测定标准铜电极的电极电势(-)Pt|H2(100kPa)

|H+(1.0mol/L-1)

‖Cu2+|Cu(s)(+)Eθ=φθ+－φθ-=φθ(Cu2+/Cu)－φθ(H+/H2)=φθ(Cu2+/Cu)－0

=0.337V则φθ(Cu2+/Cu)=0.337V

电极电势(二)

例：已知利用标准氢电极测定Zn电极时，电池电动势为-0.763V，求φθZn2+/Zn=？解:Eθ=φθ+－φθ-=φθ(Zn2+/Zn)－φθ(H+/H2)=φθ(Zn2+/Zn)

－

0=-0.763V

则φθ(Zn2+/Zn)=－0.763V

电极电势(二)

半反应半反应Eθ(Ox/Red)Eθ(Ox/Red)298K时酸性水溶液中一些常用的标准电极电势

电极电势(二)

应用电极电势表时应注意：①电极反应均以还原反应的形式表示，又称为还原电位。但是，这并不表示该电极在原电池中一定作正极。氧化型+ne-

还原型

电极电势(二)

IUPAC规定，表中电极反应以还原反应表示，故有称之谓还原电势，无论电对物质在实际反应中的转化方向如何，其φθ代数值不变。如Cu2++2e-

=CuCu=Cu2++2e-

φθ数值相同

电极电势(二)

②θ是强度性质，它反映了氧化还原电对得失电子的倾向，而与参与电极反应物质的量无关，θ的正、负号也与反应方程式的书写方向和系数无关。如:

Fe3++e-Fe2+

θ=0.771V2Fe3++2e-2Fe2+

θ=0.771VFe2+Fe3++e-

θ=0.771V，而不是-0.771V。

电极电势(二)

③在标态下，θ值愈高的电极，其氧化还原电对中的氧化型愈易得电子，氧化能力愈强；θ值愈低的电极，其氧化还原电对中的还原型愈易失去电子，还原能力愈强。φθ(Cl2/Cl-)=1.3583Vφθ(Br2/Br-)=1.066Vφθ(I2/I-)=0.5355V可知：在这几种物质中，Cl2氧化性最强，而I-还原性最强。

电极电势(二)

④θ是在水溶液中测定的，它不适用于非水溶剂系统及高温下的固相间的反应。⑤溶液的酸碱度对许多电极的θ都有影响，在不同