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物理化学

电极与电极电位

电极将氧化还原倾向转化为可测电势。标准电极电势以标准氢电极为参照测量。

单个电极没有可直接测量的绝对电势;表中 E° 是相对还原电势,并规定标准氢电极为0 V。

模型与物理量

理解关系式时须同时考虑状态、实验条件和符号约定。代入时统一单位,并在解释结果前检查量纲。

E∘(2H++2e−→H2)=0 VE^\circ(2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2)=0\ \mathrm{V}

定义: 标准氢电极(SHE)

SHE 由惰性 Pt、标准压强的 H₂ 和标准 H⁺ 活度溶液组成。铂导电并促进交换,本身不被消耗。

关系式中的量针对具体反应或体系定义。尤其要区分标准态量与实际状态,不要仅凭一般表达式推断机理。

例题: 例题解析

未知半电池与 SHE 配对,未知电极为正极时测得电动势+0.34 V。求其标准还原电势。

解答

由于 E°SHE=0 且未知电极为阴极,E°还原=E°电池=+0.34 V。

概念总结
概念说明单位 / 备注
核心关系式在所述条件下使用检查单位与符号约定
测量量联系状态或过程将数据与模型比较
适用范围对具体条件建模应用前检查假设

标准还原电势越正,通常表示标准条件下氧化剂越倾向于得电子。比较两个半反应可预测电池反应方向。

根据上例给定数据,得出哪个结果?

哪项陈述符合本课内容?

参考文献

  1. Peter Atkins, Julio de Paula (2014). Physical Chemistry