标准电极电势

标准电极电势是可逆电极在标准状态及平衡态时的电势，也就是标准态时的平衡电势，记作 E o {\displaystyle E^{o}} 、 E 0 {\displaystyle E^{0}} 或 E ⊖ {\displaystyle E^{\ominus }} ，上标 ⊖ {\displaystyle \ominus } 表示标准态。标准状态的溶质活度每公升1莫爾，气体压强10萬Pa，温度一般為298K。 虽然电池的电动势可以直接测定，但单一可逆电极的标准电极电势却只有相对值没有绝对值，而且随温度、浓度和压强而变。电极电势的基准是标准氢电极：标准状态的H⁺/H₂电极电势定为0V，即 ϕ ⊖ ( H + / H 2 ) = 0 V {\textstyle \phi ^{\ominus }(H^{+}/H_{2})=0V\,} ，其他电极电势的值在此基础上获得。当某半电池和标准氢电池电极相连时为负极，该半电池的半反应的标准电极电势为负值，且绝对值与电池电动势相等；若为正极则相反。这样求得的值称作还原电势，总反应的标准电极电势也就是两个半反应标准电极电势的差，Eo為正时反应自发。 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，电极电势在0至400°C大致符合以下公式： E 0 ( T ) = − 0.0003 T + 0.1414 {\displaystyle E^{0}(T)=-0.0003T+0.1414\,} ，T为温度 标准电极电势可以实验或热力学计算获得。 Δ G ⊖ = − n F E ⊖ {\textstyle \Delta G^{\ominus }=-nFE^{\ominus }\,} ，标准氢电极的反应自由能是零，水合氢离子和水合电子的标准生成自由能也是零，这样便可计算众多无法用实验测得的标准电极电势值（如氟气）。标准电极电势沒有加成性，要想求相加得到的第三反应的标准电极电势，还需要借助上述公式来求解。 标准电极电势不随半反应的方向和计量系数改变，但它受到浓度和反应物形态影响。非标态的电极电势值可以能斯特方程求得。标准电极电势值只是热力学数据，不可用于预测反应速率和其他动力学性质，而且它的值在水溶液体系中测定，不可用于其他溶剂或高温时的反应。 能斯特方程： E half-cell = E 0 − R T n F ln ⁡ { red } { oxd } {\displaystyle E_{\text{half-cell}}=E^{0}-{\frac {RT}{nF}}\ln {\frac {\{{\text{red}}\}}{\{{\text{oxd}}\}}}} 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，等等。将半反应按电极电势由低到高排序，可以得到标准电极电势表，可十分简明判断氧还反应的方向。 表中電極電勢以以下條件測得（(s)：固體；(l)：液體；(g)：氣體；(aq)：水溶液；(Hg)：汞齊）： 參比電極：標準氫電極，所有離子的數據都在水溶液測得 活性度：統一為純固體、純液體或水溶液 溫度：298.15K／25攝氏度 水溶液或汞齊之有效離子濃度：每公升1摩 氣體反應物分壓：1大氣壓／101325帕 单击頂栏箭咀可将数据按元素符号、反應物、產物或标准电极电势值排序。 标准电极电势表 绝对电极电势 氧化还原反应 能斯特方程 金属活动性 参比电极 还原电势 电化学势 半电池 电化电池 原电池 浓差电池 金属性 非金属性 R.W. 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