電位法與電分析方法
電極電位(electrode potential)
把浸在溶液裡的電極想象成金屬與離子之間一場圍繞電子的拔河——一方想交出電子,另一方想抓住電子。這場拔河的結果,是表面上的一種電學張力,一種電子想要流動的傾向。這種內在的傾向,用電壓表示出來,就是電極電位。
正式地說,電極電位是單個電極(半電池)相對於某參照的電位差,描述其反應得失電子的熱力學傾向。由於你永遠無法單獨測量一個孤立的半電池,電位都以標準氫電極為基準來報告,後者被定義為恰好為零。標準電極電位 E° 是在規定標準條件下的值;能斯特方程則把它修正到實際濃度。
它之所以重要,是因為比較電極電位可以預測一個氧化還原反應會朝哪個方向進行、強烈程度如何——這是電池、腐蝕以及本節每一種電分析方法的根基。需要注意的是:電位預測的是傾向(熱力學),而非速度(動力學):一個反應可能在電位上很被看好,卻遲緩到沒有額外推動(稱為過電位)就幾乎沒有電流。
銅的標準電極電位比鋅更正,所以當一片鋅插入銅離子溶液時,鋅交出電子並溶解,而銅金屬析出——這電位差正好預言了哪種金屬會「贏得」電子。
電位越正,對電子的「拉力」越強。
標準電極電位(E°)總是以設為零的標準氫電極為基準列表。它們告訴你反應的方向和推動力,絕不告訴你反應速率——動力學(包括過電位)是另一回事。
又稱
另見