標準電極電位
ある全反応の Δ r G ∘ {\displaystyle \Delta _{r}G^{\circ }} は、それを構成している還元半反応の Δ r G ∘ {\displaystyle \Delta _{r}G^{\circ }} の差に等しい。したがって、2つの還元半反応を組み合わせた全反応の E ∘ {\displaystyle E^{\circ }} の値は、それらの半反応の E ∘ {\displaystyle E^{\circ }} の差に等しい。例えば、銅と亜鉛を使った電池の起電力は次のように求められる。
それぞれの還元半反応式は、
( 1 ) ⋯ C u 2 + ( a q ) + 2 e − → C u ( s ) {\displaystyle (1){\rm {\cdots Cu^{2+}(aq)+2e^{-}\rightarrow Cu(s)\,}}} E ∘ = + 0.34 V {\displaystyle {\rm {E^{\circ }=+0.34V\,}}}
標準電極電位(ひょうじゅんでんきょくでんい、英: standard electrode potential)は、ある電気化学反応(電極反応)について、標準状態(反応に関与する全ての化学種の活量が1かつ平衡状態となっている時)の電極電位である。標準電位(ひょうじゅんでんい、英: standard potential)、標準還元電位(ひょうじゅんかんげんでんい、英: standard reduction potential)とも呼ばれる。
4 μ e − c = 2 μ H 2 O + 4 μ e − a ∴ μ e − c − μ e − a = 2 μ H 2 O 4 {\displaystyle 4\mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {c}}=2\mu _{\rm {H_{2}O}}+4\mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {a}}~~\therefore {\mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {c}}-\mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {a}}}={\frac {2\mu _{\rm {H_{2}O}}}{4}}}
ここで、この電池の起電力Eは、水素電極の電極電位(φとおく)に対する酸素電極の電極電位(φとおく)との差だから、
E = ( φ c − φ a ) = μ e − c − μ e − a − F = 2 μ H 2 O − 4 F ( ∵ μ e − c − μ e − a = − F ( φ c − φ a ) ) {\displaystyle E=(\phi ^{c}-\phi ^{a})={\frac {\mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {c}}-\mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {a}}}{-F}}={\frac {2\mu _{\rm {H_{2}O}}}{-4F}}~~(\because \mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {c}}-\mu _{\rm {e^{-}}}^{\rm {a}}=-F(\phi ^{c}-\phi ^{a}))}