電化學

電極電勢

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想像把金屬按照各自在反應裡有多「想要」電子來排個名次。一塊金子緊抓著自己的電子,很難溶解;一塊鋅則爽快地把電子讓出來。電極電勢就是一個恰好刻畫這種「拉力」的數值——一個給定的半反應有多強的傾向去抓住電子、被還原。

每個浸在溶液裡的電極都處於某個電勢,以伏特為單位。我們沒法單獨測出一個電極的電勢,所以總是把它和一個約定的參比電極——標準氫電極——相比較,後者被規定為零。電極電勢越正,對電子的拉力越強(越容易被還原);越負,則表示該物質寧願把電子讓出去(越容易被氧化)。這些標準數值已為數百個半反應列成了表。

電極電勢是化學家在動手混合之前就能預測會發生什麼的工具。把兩個半反應排在一起,電勢較高的那個會從另一個手裡奪走電子——這就告訴你哪種金屬會溶解、電池中電流往哪邊流、電池電壓會有多大。它是關於方向的熱力學預報,不過對反應跑得多快隻字不提。

銅的標準還原電勢約為 +0.34 伏,鋅的約為 −0.76 伏。因為銅的更高,它從鋅那裡奪走電子——這正是為什麼在鋅銅電池裡鋅溶解、銅析出。

還原電勢更高的贏得電子:銅(+0.34 伏)勝過鋅(−0.76 伏)。

表中列出的是標準電極電勢,在 1 莫耳濃度、1 巴、25 °C 下測得。一旦改變這些條件,實際電勢就會偏移——能斯特方程會告訴你偏移多少。

又稱
reduction potential电极电位电极电势電極電勢