浅谈标准电极电势的图示法 - 西北大学精品课程
（精品）浅谈标准电极电势的图示法（整理）
浅谈标准电极电势的图示法康祎璠西北大学化学系05级化学专业西安710069摘要标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度有时为了直观和便利起见可用图示法对电势数值作以表示本文就几种常用的图示形式作一讨论。
关键词标准电极电势电对氧化态歧化反应标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度通常在教材和手册中都以“标准电极电势表”的形式给出。
但是列表的方式是依电极电势数值从小到大自上而下排列的这就使得要集中而全面地了解某一种元素的相关氧化态遇到了困难。
而用图示法讨论与某元素相关的电极电势不仅克服了上述的不便而且会提供元素及其化合物更多的信息。
本文将详细的对图示法作一介绍。
一拉蒂麦尔图Latimer diagram 拉蒂麦尔图又称元素电势图是用图形表示标准电极电势数据中最简单的一种。
在特定的pH条件下将元素各种氧化数的存在形式依氧化数降低的顺序从左向右排成一行用线段将各种氧化态连接起来在线段上写出其两端的氧化态所组成的电对O??值便得到该pH下该元素的元素电势图。
下例为碘在酸性和碱性条件下的元素电势图经常以pH 0和pH 14两种条件作图OA??/V OA??/V 在元素图的绘制过程中我们应该注意到1.写法氧化态由高至低从左向右排列短线上电位是电对的O?? 2.OA?? OB??分别指在酸性介质和碱性介质条件下的值。
元素电势图作为用图形表示标准电极电势数据中最简单最常用的一种它的用途也是很广泛的首先可以通过它来判断物质酸性的强弱。
从元素电势图上可以看出某些酸的强弱以及非强酸在给定的pH条件下的解离方式。
如上例中高碘酸在酸性1介质中以分子态H5IO6存在故而可以判断高碘酸不是强酸。
再看碘元素的碱式图从该图可以看出在pH14的条件下H5IO6将解离出两个氢原子以??263IOH形式存在。
其次可以已知电对的O??求某电对未知的O??如下例所示 D C B A 3θ32θ21θ1nEnEnE FEnG EnFEnG En FEnG En FEnG Enxxxxxθθmrθ θ33θm3rθ33θ22θm2rθ22θ11θm1rθ11 DeA D e C C e B B eA??Δ→??Δ→??Δ→??Δ→xxxxxxxn En EnEnE En EnEnEnFEn FEnFEnFEnGGGGnnnnθ33θ22θ11θθ33θ22θ11θθ33θ22θ11θθm3rθm2rθm1rθmr321ΔΔΔΔ 另外元素电势图的另一个重要应用就是判断歧化反应能否发生。
4.4与电极电势有关的图表及其应用
8 4.4与电极电势有关的图表及其应用
4.4.1元素电势图
按元素氧化数从高到低的顺序把某元素各物种排列起来，在构成电对的两物种之间用一条横线或折线连接，在横线上标明该电对的标准电极电势值，就构成了元素电势图，也叫拉特默尔图（Latimer diagram ）。
可以根据需要选择部分物种构成的元素电势图。
A ϕ图：酸性介质中(pH=0)
B ϕ图：碱性介质中(pH=14)
以氯的
A ϕ图为例加以说明。
信息：电对、电极反应(注意介质)、电极电势
如：相连两物种电对的半反应和标准电极电势是：
ClO -4 1.189 ClO -
3:
ClO -
4+2H ++2e -ClO -3+H 2O 189.134/ClO ClO =--
ϕV
Cl 2 1. 35827 Cl -:
Cl 2+2e -2Cl - 1.35827/Cl Cl 2=-
ϕV
ClO -
4 1. 39 Cl 2:
ClO -
4+8H ++7e -21Cl 2+4H 2O 39.124/Cl ClO =-
ϕV。
普通化学：6.4.1 元素标准电极电势图及其应用
当一种元素处于中间氧化数时,它一部分向高的
氧化数状态变化(被氧化),另一部分向低的氧化
数状态变化(被还原)，这类反应称为歧化反应
应用 ：2 判断能否发生歧化反应
反应 2Cu+ → Cu2+ + Cu
φ A/V
Cu2+ 0.159 Cu+ 0.520 Cu 0.340
φ (Cu+/Cu)=0.520V > φ (Cu2+/Cu+)=0.159V 结论: φ (右) > φ (左), Cu+易发生歧化反应
+1.51
MnO4- +0.56 MnO42- +2.26 MnO2 +0.95 Mn3+ +1.51 Mn2+ -1.18 Mn
+1.695
+1.23
MnO4- +0.56 MnO42- +0.60 MnO2 -0.2 Mn(OH)3 +0.1 Mn(OH)2 -1.55 Mn
+0.59
-0.05
• 根据元素电势图判断歧化反应能否发生的原 则：
任一元素电势图，当
> (右)
时,则(左处) 于中
间氧化数的物质可以发生歧化反应；反之，
则不能发生歧化反应。
•
> (右)
来(判左) 断歧化反应的发生，不能说明
该反应实际上就能进行。此数值只说明了反
应的趋势，而未考虑动力学的因素。
应用 ：3
如 φ A/V
n2
F
Ө 2
）+（-
n3
F
Ө 3
）
(E/H) n11 n22 n33
标准电极电势
标准电极电势表标准电极电势是可逆电极在标准状态及平衡态时的电势，也就是标准态时的电极电势.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进行方向，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，可十分简明地判断氧还反应的方向.目录电极电势的产生—双电层理论公式电极电势内容标准电极电势表电极电势的产生—双电层理论德国化学家能斯特（H．W．Nernst）提出了双电层理论（electron double layer theory）解释电极电势的产生的原因。
当金属放入溶液中时，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。
金属性质越活泼，这种趋势就越大；另一方面溶液中的金属离子，由于受到金属表面电子的吸引，而在金属表面沉积，溶液中金属离子的浓度越大，这种趋势也越大。
在一定浓度的溶液中达到平衡后，在金属和溶液两相界面上形成了一个带相反电荷的双电层(electron double layer)，双电层的厚度虽然很小(约为10-8厘米数量级), 但却在金属和溶液之间产生了电势差。
通常人们就把产生在金属和盐溶液之间的双电层间的电势差称为金属的电极电势（electrode potential），并以此描述电极得失电子能力的相对强弱。
电极电势以符号E Mn+/ M表示, 单位为V(伏)。
如锌的电极电势以EZn2+/ Zn 表示, 铜的电极电势以ECu2+/Cu 表示。
电极电势的大小主要取决于电极的本性，并受温度、介质和离子浓度等因素的影响。
公式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，在0-400°C 时的电极电势大致符合以下公式：E°(T)=-0.0003T+0.1414，T为温度电极电势内容1 在酸性溶液中(298K)电对方程式Eq/VLi(I)－(0) Li＋＋e－＝Li －3.0401Cs(I)－(0) Cs＋＋e－＝Cs －3.026Rb(I)－(0) Rb＋＋e－＝Rb －2.98K(I)－(0) K＋＋e－＝K －2.931Ba(II)－(0) Ba2＋＋2e－＝Ba －2.912Sr(II)－(0) Sr2＋＋2e－＝Sr －2.89Ca(II)－(0) Ca2＋＋2e－＝Ca －2.868Na(I)－(0) Na＋＋e－＝Na －2.71La(III)－(0) La3＋＋3e－＝La －2.379Mg(II)－(0) Mg2＋＋2e－＝Mg －2.372Ce(III)－(0) Ce3＋＋3e－＝Ce －2.336H(0)－(－I) H2(g)＋2e－＝2H－－2.23Al(III)－(0) AlF63－＋3e－＝Al＋6F－－2.069Th(IV)－(0) Th4＋＋4e－＝Th －1.899Be(II)－(0) Be2＋＋2e－＝Be －1.847U(III)－(0) U3＋＋3e－＝U －1.798Hf(IV)－(0) HfO2＋＋2H＋＋4e－＝Hf＋H2O －1.724 Al(III)－(0) Al3＋＋3e－＝Al －1.662Ti(II)－(0) Ti2＋＋2e－＝Ti －1.630Zr(IV)－(0) ZrO2＋4H＋＋4e－＝Zr＋2H2O －1.553Si(IV)－(0) [SiF6]2－＋4e－＝Si＋6F－－1.24Mn(II)－(0) Mn2＋＋2e－＝Mn －1.185Cr(II)－(0) Cr2＋＋2e－＝Cr －0.913Ti(III)－(II) Ti3＋＋e－＝Ti2＋－0.9B(III)－(0) H3BO3＋3H＋＋3e－＝B＋3H2O －0.8698*Ti(IV)－(0) TiO2＋4H＋＋4e－＝Ti＋2H2O －0.86Te(0)－(－II) Te＋2H＋＋2e－＝H2Te －0.793Zn(II)－(0) Zn2＋＋2e－＝Zn －0.7618Ta(V)－(0) Ta2O5＋10H＋＋10e－＝2Ta＋5H2O －0.750 Cr(III)－(0) Cr3＋＋3e－＝Cr －0.744Nb(V)－(0) Nb2O5＋l0H＋＋10e－＝2Nb＋5H2O －0.644 As(0)－(－III) As＋3H＋＋3e－＝AsH3 －0.608U(IV)－(III) U4＋＋e－＝U3＋－0.607Ga(III)－(0) Ga3＋＋3e－＝Ga －0.549P(I)－(0) H3PO2＋H＋＋e－＝P＋2H2O －0.508P(III)－(I) H3PO3＋2H＋＋2e－＝H3PO2＋H2O －0.499 *C(IV)－(III) 2CO2＋2H＋＋2e－＝H2C2O4 －0.49Fe(II)－(0) Fe2＋＋2e－＝Fe －0.447Cr(III)－(II) Cr3＋＋e－＝Cr2＋－0.407Cd(II)－(0) Cd2＋＋2e－＝Cd －0.4030Se(0)－(－II) Se＋2H＋＋2e－＝H2Se(aq) －0.399Pb(II)－(0) PbI2＋2e－＝Pb＋2I－－0.365Eu(III)－(II) Eu3＋＋e－＝Eu2＋－0.36Pb(II)－(0) PbSO4＋2e－＝Pb＋SO42－－0.3588In(III)－(0) In3＋＋3e－＝In －0.3382Tl(I)－(0) Tl＋＋e－＝Tl －0.336Co(II)－(0) Co2＋＋2e－＝Co －0.28P(V)－(III) H3PO4＋2H＋＋2e－＝H3PO3＋H2O －0.276 Pb(II)－(0) PbCl2＋2e－＝Pb＋2Cl－－0.2675Ni (II)－(0) Ni2＋＋2e－＝Ni －0.257V(III)－(II) V3＋＋e－＝V2＋－0.255Ge(IV)－(0) H2GeO3＋4H＋＋4e－＝Ge＋3H2O －0.182 Ag(I)－(0) AgI＋e－＝Ag＋I－－0.15224Sn(II)－(0) Sn2＋＋2e－＝Sn －0.1375Pb(II)－(0) Pb2＋＋2e－＝Pb －0.1262*C(IV)－(II) CO2(g)＋2H＋＋2e－＝CO＋H2O －0.12P(0)－(－III) P(white)＋3H＋＋3e－＝PH3(g) －0.063Hg(I)－(0) Hg2I2＋2e－＝2Hg＋2I－－0.0405Fe(III)－(0) Fe3＋＋3e－＝Fe －0.037H(I)－(0) 2H＋＋2e－＝H2 0.0000Ag(I)－(0) AgBr＋e－＝Ag＋Br－0.07133S(II.V)－(II) S4O62－＋2e－＝2S2O32－0.08*Ti(IV)－(III) TiO2＋＋2H＋＋e－＝Ti3＋＋H2O 0.1S(0)－(－II) S＋2H＋＋2e－＝H2S(aq) 0.142Sn(IV)－(II) Sn4＋＋2e－＝Sn2＋0.151Sb(III)－(0) Sb2O3＋6H＋＋6e－＝2Sb＋3H2O 0.152Cu(II)－(I) Cu2＋＋e－＝Cu＋0.153Bi(III)－(0) BiOCl＋2H＋＋3e－＝Bi＋Cl－＋H2O 0.1583 S(VI)－(IV) SO42－＋4H＋＋2e－＝H2SO3＋H2O 0.172 Sb(III)－(0) SbO＋＋2H＋＋3e－＝Sb＋H2O 0.212Ag(I)－(0) AgCl＋e－＝Ag＋Cl－0.22233As(III)－(0) HAsO2＋3H＋＋3e－＝As＋2H2O 0.248Hg(I)－(0) Hg2Cl2＋2e－＝2Hg＋2Cl－(饱和KCl) 0.26808 Bi(III)－(0) BiO＋＋2H＋＋3e－＝Bi＋H2O 0.320U(VI)－(IV) UO22＋＋4H＋＋2e－＝U4＋＋2H2O 0.327C(IV)－(III) 2HCNO＋2H＋＋2e－＝(CN)2＋2H2O 0.330 V(IV)－(III) VO2＋＋2H＋＋e－＝V3＋＋H2O 0.337Cu(II)－(0) Cu2＋＋2e－＝Cu 0.3419Re(VII)－(0) ReO4－＋8H＋＋7e－＝Re＋4H2O 0.368Ag(I)－(0) Ag2CrO4＋2e－＝2Ag＋CrO42－0.4470S(IV)－(0) H2SO3＋4H＋＋4e－＝S＋3H2O 0.449Cu(I)－(0) Cu＋＋e－＝Cu 0.521I(0)－(－I) I2＋2e－＝2I－0.5355I(0)－(－I) I3－＋2e－＝3I－0.536As(V)－(III) H3AsO4＋2H＋＋2e－＝HAsO2＋2H2O 0.560 Sb(V)－(III) Sb2O5＋6H＋＋4e－＝2SbO＋＋3H2O 0.581 Te(IV)－(0) TeO2＋4H＋＋4e－＝Te＋2H2O 0.593U(V)－(IV) UO2＋＋4H＋＋e－＝U4＋＋2H2O 0.612**Hg(II)－(I) 2HgCl2＋2e－＝Hg2Cl2＋2Cl－0.63Pt(IV)－(II) [PtCl6]2－＋2e－＝[PtCl4]2－＋2Cl－0.68O(0)－(－I) O2＋2H＋＋2e－＝H2O2 0.695Pt(II)－(0) [PtCl4]2－＋2e－＝Pt＋4Cl－0.755*Se(IV)－(0) H2SeO3＋4H＋＋4e－＝Se＋3H2O 0.74Fe(III)－(II) Fe3＋＋e－＝Fe2＋0.771Hg(I)－(0) Hg22＋＋2e－＝2Hg 0.7973Ag(I)－(0) Ag＋＋e－＝Ag 0.7996Os(VIII)－(0) OsO4＋8H＋＋8e－＝Os＋4H2O 0.8N(V)－(IV) 2NO3－＋4H＋＋2e－＝N2O4＋2H2O 0.803Hg(II)－(0) Hg2＋＋2e－＝Hg 0.851Si(IV)－(0) (quartz)SiO2＋4H＋＋4e－＝Si＋2H2O 0.857Cu(II)－(I) Cu2＋＋I－＋e－＝CuI 0.86N(III)－(I) 2HNO2＋4H＋＋4e－＝H2N2O2＋2H2O 0.86Hg(II)－(I) 2Hg2＋＋2e－＝Hg22＋0.920N(V)－(III) NO3－＋3H＋＋2e－＝HNO2＋H2O 0.934Pd(II)－(0) Pd2＋＋2e－＝Pd 0.951N(V)－(II) NO3－＋4H＋＋3e－＝NO＋2H2O 0.957N(III)－(II) HNO2＋H＋＋e－＝NO＋H2O 0.983I(I)－(－I) HIO＋H＋＋2e－＝I－＋H2O 0.987V(V)－(IV) VO2＋＋2H＋＋e－＝VO2＋＋H2O 0.991V(V)－(IV) V(OH)4＋＋2H＋＋e－＝VO2＋＋3H2O 1.00Au(III)－(0) [AuCl4]－＋3e－＝Au＋4Cl－ 1.002Te(VI)－(IV) H6TeO6＋2H＋＋2e－＝TeO2＋4H2O 1.02N(IV)－(II) N2O4＋4H＋＋4e－＝2NO＋2H2O 1.035N(IV)－(III) N2O4＋2H＋＋2e－＝2HNO2 1.065I(V)－(－I) IO3－＋6H＋＋6e－＝I－＋3H2O 1.085Br(0)－(－I) Br2(aq)＋2e－＝2Br－ 1.0873Se(VI)－(IV) SeO42－＋4H＋＋2e－＝H2SeO3＋H2O 1.151Cl(V)－(IV) ClO3－＋2H＋＋e－＝ClO2＋H2O 1.152Pt(II)－(0) Pt2＋＋2e－＝Pt 1.18Cl(VII)－(V) ClO4－＋2H＋＋2e－＝ClO3－＋H2O 1.189I(V)－(0) 2IO3－＋12H＋＋10e－＝I2＋6H2O 1.195Cl(V)－(III) ClO3－＋3H＋＋2e－＝HClO2＋H2O 1.214Mn(IV)－(II) MnO2＋4H＋＋2e－＝Mn2＋＋2H2O 1.224O(0)－(－II) O2＋4H＋＋4e－＝2H2O 1.229Tl(III)－(I) T13＋＋2e－＝Tl＋ 1.252Cl(IV)－(III) ClO2＋H＋＋e－＝HClO2 1.277N(III)－(I) 2HNO2＋4H＋＋4e－＝N2O＋3H2O 1.297**Cr(VI)－(III) Cr2O72－＋14H＋＋6e－＝2Cr3＋＋7H2O 1.33 Br(I)－(－I) HBrO＋H＋＋2e－＝Br－＋H2O 1.331Cr(VI)－(III) HCrO4－＋7H＋＋3e－＝Cr3＋＋4H2O 1.350Cl(0)－(－I) Cl2(g)＋2e－＝2Cl－ 1.35827Cl(VII)－(－I) ClO4－＋8H＋＋8e－＝Cl－＋4H2O 1.389Cl(VII)－(0) ClO4－＋8H＋＋7e－＝1/2Cl2＋4H2O 1.39Au(III)－(I) Au3＋＋2e－＝Au＋ 1.401Br(V)－(－I) BrO3－＋6H＋＋6e－＝Br－＋3H2O 1.423I(I)－(0) 2HIO＋2H＋＋2e－＝I2＋2H2O 1.439Cl(V)－(－I) ClO3－＋6H＋＋6e－＝Cl－＋3H2O 1.451Pb(IV)－(II) PbO2＋4H＋＋2e－＝Pb2＋＋2H2O 1.455Cl(V)－(0) ClO3－＋6H＋＋5e－＝1/2Cl2＋3H2O 1.47Cl(I)－(－I) HClO＋H＋＋2e－＝Cl－＋H2O 1.482Br(V)－(0) BrO3－＋6H＋＋5e－＝l/2Br2＋3H2O 1.482Au(III)－(0) Au3＋＋3e－＝Au 1.498Mn(VII)－(II) MnO4－＋8H＋＋5e－＝Mn2＋＋4H2O 1.507Mn(III)－(II) Mn3＋＋e－＝Mn2＋ 1.5415Cl(III)－(－I) HClO2＋3H＋＋4e－＝Cl－＋2H2O 1.570Br(I)－(0) HBrO＋H＋＋e－＝l/2Br2(aq)＋H2O 1.574N(II)－(I) 2NO＋2H＋＋2e－＝N2O＋H2O 1.591I(VII)－(V) H5IO6＋H＋＋2e－＝IO3－＋3H2O 1.601Cl(I)－(0) HClO＋H＋＋e－＝1/2Cl2＋H2O 1.611Cl(III)－(I) HClO2＋2H＋＋2e－＝HClO＋H2O 1.645Ni(IV)－(II) NiO2＋4H＋＋2e－＝Ni2＋＋2H2O 1.678Mn(VII)－(IV) MnO4－＋4H＋＋3e－＝MnO2＋2H2O 1.679Pb(IV)－(II) PbO2＋SO42－＋4H＋＋2e－＝PbSO4＋2H2O 1.6913 Au(I)－(0) Au＋＋e－＝Au 1.692Ce(IV)－(III) Ce4＋＋e－＝Ce3＋ 1.72N(I)－(0) N2O＋2H＋＋2e－＝N2＋H2O 1.766O(－I)－(－II) H2O2＋2H＋＋2e－＝2H2O 1.776Co(III)－(II) Co3＋＋e－＝Co2＋(2mol·L－1 H2SO4) 1.83Ag(II)－(I) Ag2＋＋e－＝Ag＋ 1.980S(VII)－(VI) S2O82－＋2e－＝2SO42－ 2.010O(0)－(－II) O3＋2H＋＋2e－＝O2＋H2O 2.076O(II)－(－II) F2O＋2H＋＋4e－＝H2O＋2F－ 2.153Fe(VI)－(III) FeO42－＋8H＋＋3e－＝Fe3＋＋4H2O 2.20O(0)－(－II) O(g)＋2H＋＋2e－＝H2O 2.421F(0)－(－I) F2＋2e－＝2F－ 2.866F2＋2H＋＋2e－＝2HF 3.0532 在碱性溶液中(298K)电对方程式Eq/VCa(II)－(0) Ca(OH)2＋2e－＝Ca＋2OH－－3.02Ba(II)－(0) Ba(OH)2＋2e－＝Ba＋2OH－－2.99La(III)－(0) La(OH)3＋3e－＝La＋3OH－－2.90Sr(II)－(0) Sr(OH)2·8H2O＋2e－＝Sr＋2OH－＋8H2O －2.88Mg(II)－(0) Mg(OH)2＋2e－＝Mg＋2OH－－2.690Be(II)－(0) Be2O32－＋3H2O＋4e－＝2Be＋6OH－－2.63Hf(IV)－(0) HfO(OH)2＋H2O＋4e－＝Hf＋4OH－－2.50Zr(IV)－(0) H2ZrO3＋H2O＋4e－＝Zr＋4OH－－2.36Al(III)－(0) H2AlO3－＋H2O＋3e－＝Al＋OH－－2.33P(I)－(0) H2PO2－＋e－＝P＋2OH－－1.82B(III)－(0) H2BO3－＋H2O＋3e－＝B＋4OH－－1.79P(III)－(0) HPO32－＋2H2O＋3e－＝P＋5OH－－1.71Si(IV)－(0) SiO32－＋3H2O＋4e－＝Si＋6OH－－1.697P(III)－(I) HPO32－＋2H2O＋2e－＝H2PO2－＋3OH－－1.65Mn(II)－(0) Mn(OH)2＋2e－＝Mn＋2OH－－1.56Cr(III)－(0) Cr(OH)3＋3e－＝Cr＋3OH－－1.48*Zn(II)－(0) [Zn(CN)4]2－＋2e－＝Zn＋4CN－－1.26Zn(II)－(0) Zn(OH)2＋2e－＝Zn＋2OH－－1.249Ga(III)－(0) H2GaO3－＋H2O＋2e－＝Ga＋4OH－－1.219Zn(II)－(0) ZnO22－＋2H2O＋2e－＝Zn＋4OH－－1.215Cr(III)－(0) CrO2－＋2H2O＋3e－＝Cr＋4OH－－1.2Te(0)－(－I) Te＋2e－＝Te2－－1.143P(V)－(III) PO43－＋2H2O＋2e－＝HPO32－＋3OH－－1.05*Zn(II)－(0) [Zn(NH3)4]2＋＋2e－＝Zn＋4NH3 －1.04*W(VI)－(0) WO42－＋4H2O＋6e－＝W＋8OH－－1.01*Ge(IV)－(0) HGeO3－＋2H2O＋4e－＝Ge＋5OH－－1.0Sn(IV)－(II) [Sn(OH)6]2－＋2e－＝HSnO2－＋H2O＋3OH－－0.93 S(VI)－(IV) SO42－＋H2O＋2e－＝SO32－＋2OH－－0.93Se(0)－(－II) Se＋2e－＝Se2－－0.924Sn(II)－(0) HSnO2－＋H2O＋2e－＝Sn＋3OH－－0.909P(0)－(－III) P＋3H2O＋3e－＝PH3(g)＋3OH－－0.87N(V)－(IV) 2NO3－＋2H2O＋2e－＝N2O4＋4OH－－0.85H(I)－(0) 2H2O＋2e－＝H2＋2OH－－0.8277Cd(II)－(0) Cd(OH)2＋2e－＝Cd(Hg)＋2OH－－0.809Co(II)－(0) Co(OH)2＋2e－＝Co＋2OH－－0.73Ni(II)－(0) Ni(OH)2＋2e－＝Ni＋2OH－－0.72As(V)－(III) AsO43－＋2H2O＋2e－＝AsO2－＋4OH－－0.71Ag(I)－(0) Ag2S＋2e－＝2Ag＋S2－－0.691As(III)－(0) AsO2－＋2H2O＋3e－＝As＋4OH－－0.68Sb(III)－(0) SbO2－＋2H2O＋3e－＝Sb＋4OH－－0.66*Re(VII)－(IV) ReO4－＋2H2O＋3e－＝ReO2＋4OH－－0.59*Sb(V)－(III) SbO3－＋H2O＋2e－＝SbO2－＋2OH－－0.59Re(VII)－(0) ReO4－＋4H2O＋7e－＝Re＋8OH－－0.584*S(IV)－(II) 2SO32－＋3H2O＋4e－＝S2O32－＋6OH－－0.58Te(IV)－(0) TeO32－＋3H2O＋4e－＝Te＋6OH－－0.57Fe(III)－(II) Fe(OH)3＋e－＝Fe(OH)2＋OH－－0.56S(0)－(－II) S＋2e－＝S2－－0.47627Bi(III)－(0) Bi2O3＋3H2O＋6e－＝2Bi＋6OH－－0.46N(III)－(II) NO2－＋H2O＋e－＝NO＋2OH－－0.46*Co(II)－C(0) [Co(NH3)6]2＋＋2e－＝Co＋6NH3 －0.422Se(IV)－(0) SeO32－＋3H2O＋4e－＝Se＋6OH－－0.366Cu(I)－(0) Cu2O＋H2O＋2e－＝2Cu＋2OH－－0.360Tl(I)－(0) Tl(OH)＋e－＝Tl＋OH－－0.34*Ag(I)－(0) [Ag(CN)2]－＋e－＝Ag＋2CN－－0.31Cu(II)－(0) Cu(OH)2＋2e－＝Cu＋2OH－－0.222Cr(VI)－(III) CrO42－＋4H2O＋3e－＝Cr(OH)3＋5OH－－0.13 *Cu(I)－(0) [Cu(NH3)2]＋＋e－＝Cu＋2NH3 －0.12O(0)－(－I) O2＋H2O＋2e－＝HO2－＋OH－－0.076Ag(I)－(0) AgCN＋e－＝Ag＋CN－－0.017N(V)－(III) NO3－＋H2O＋2e－＝NO2－＋2OH－0.01Se(VI)－(IV) SeO42－＋H2O＋2e－＝SeO32－＋2OH－0.05 Pd(II)－(0) Pd(OH)2＋2e－＝Pd＋2OH－0.07S(II,V)－(II) S4O62－＋2e－＝2S2O32－0.08Hg(II)－(0) HgO＋H2O＋2e－＝Hg＋2OH－0.0977Co(III)－(II) [Co(NH3)6]3＋＋e－＝[Co(NH3)6]2＋0.108Pt(II)－(0) Pt(OH)2＋2e－＝Pt＋2OH－0.14Co(III)－(II) Co(OH)3＋e－＝Co(OH)2＋OH－0.17Pb(IV)－(II) PbO2＋H2O＋2e－＝PbO＋2OH－0.247I(V)－(－I) IO3－＋3H2O＋6e－＝I－＋6OH－0.26Cl(V)－(III) ClO3－＋H2O＋2e－＝ClO2－＋2OH－0.33Ag(I)－(0) Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－0.342Fe(III)－(II) [Fe(CN)6]3－＋e－＝[Fe(CN)6]4－0.358Cl(VII)－(V) ClO4－＋H2O＋2e－＝ClO3－＋2OH－0.36*Ag(I)－(0) [Ag(NH3)2]＋＋e－＝Ag＋2NH3 0.373O(0)－(－II) O2＋2H2O＋4e－＝4OH－0.401I(I)－(－I) IO－＋H2O＋2e－＝I－＋2OH－0.485*Ni(IV)－(II) NiO2＋2H2O＋2e－＝Ni(OH)2＋2OH－0.490Mn(VII)－(VI) MnO4－＋e－＝MnO42－0.558Mn(VII)－(IV) MnO4－＋2H2O＋3e－＝MnO2＋4OH－0.595 Mn(VI)－(IV) MnO42－＋2H2O＋2e－＝MnO2＋4OH－0.60 Ag(II)－(I) 2AgO＋H2O＋2e－＝Ag2O＋2OH－0.607Br(V)－(－I) BrO3－＋3H2O＋6e－＝Br－＋6OH－0.61Cl(V)－(－I) ClO3－＋3H2O＋6e－＝Cl－＋6OH－0.62Cl(III)－(I) ClO2－＋H2O＋2e－＝ClO－＋2OH－0.66I(VII)－(V) H3IO62－＋2e－＝IO3－＋3OH－0.7Cl(III)－(－I) ClO2－＋2H2O＋4e－＝Cl－＋4OH－0.76Br(I)－(－I) BrO－＋H2O＋2e－＝Br－＋2OH－0.761Cl(I)－(－I) ClO－＋H2O＋2e－＝Cl－＋2OH－0.841*Cl(IV)－(III) ClO2(g)＋e－＝ClO2－0.95O(0)－(－II) O3＋H2O＋2e－＝O2＋2OH－ 1.24标准电极电势表半反应E° (V) 来源& -9Zz 9N N2(g) + H+ + e− HN3(aq) -3.09 [6]Li+ + e− Li(s) -3.0401 [5]N2(g) + 4H2O + 2e− 2NH2OH(aq) + 2OH− -3.04 [6]Rb+ + e− Rb(s) -2.98 [4]K+ + e− K(s) -2.931 [5]Ba2+ + 2e− Ba(s) -2.912 [5]La(OH)3(s) + 3e− La(s) + 3OH− -2.90 [5]Sr2+ + 2e− Sr(s) -2.899 [5]Ca2+ + 2e− Ca(s) -2.868 [5]Eu2+ + 2e− Eu(s) -2.812 [5]Ra2+ + 2e− Ra(s) -2.8 [5]Na+ + e− Na(s) -2.71 [5][9]La3+ + 3e− La(s) -2.379 [5]Y3+ + 3e− Y(s) -2.372 [5]Mg2+ + 2e− Mg(s) -2.372 [5]ZrO(OH)2(s) + H2O + 4e− Zr(s) + 4OH− -2.36 [5]Al(OH)4− + 3e− Al(s) + 4OH− -2.33Al(OH)3(s) + 3e− Al(s) + 3OH− -2.31H2(g) + 2e− 2H− -2.25Ac3+ + 3e− Ac(s) -2.20Be2+ + 2e− Be(s) -1.85U3+ + 3e− U(s) -1.66 [7]Al3+ + 3e− Al(s) -1.66 [9]Ti2+ + 2e− Ti(s) -1.63 [9]ZrO2(s) + 4H+ + 4e− Zr(s) + 2H2O -1.553 [5]Zr4+ + 4e− Zr(s) -1.45 [5]Ti O(s) + 2H+ + 2e− Ti(s) + H2O -1.31Ti2O3(s) + 2H+ + 2e− 2TiO(s) + H2O -1.23Ti3+ + 3e− Ti(s) -1.21Te(s) + 2e− Te2− -1.143 [2]V2+ + 2e− V(s) -1.13 [2]Nb3+ + 3e− Nb(s) -1.099Sn(s) + 4H+ + 4e− SnH4(g) -1.07Mn2+ + 2e− Mn(s) -1.029 [9]SiO2(s) + 4H+ + 4e− Si(s) + 2H2O -0.91B(OH)3(aq) + 3H+ + 3e− B(s) + 3H2O -0.89TiO2+ + 2H+ + 4e− Ti(s) + H2O -0.86Bi(s) + 3H+ + 3e− BiH3 -0.8H2H2O + 2e− H2(g) + 2OH− -0.8277 [5]Zn2+ + 2e− Zn(Hg) -0.7628 [5]Zn2+ + 2e− Zn(s) -0.7618 [5]Ta2O5(s) + 10H+ + 10e− 2Ta(s) + 5H2O -0.75Cr3+ + 3e− Cr(s) -0.74Au[Au(CN)2]− + e− Au(s) + 2CN− -0.60Ta3+ + 3e− Ta(s) -0.6PbO(s) + H2O + 2e− Pb(s) + 2OH− -0.58Ti2TiO2(s) + 2H+ + 2e− Ti2O3(s) + H2O -0.56Ga3+ + 3e− Ga(s) -0.53U4+ + e− U3+ -0.52 [7]P H3PO2(aq) + H+ + e− P(白磷[10]) + 2H2O -0.508 [5]P H3PO3(aq) + 2H+ + 2e− H3PO2(aq) + H2O -0.499 [5] P H3PO3(aq) + 3H+ + 3e− P(红磷)[10] + 3H2O -0.454 [5]C2CO2(g) + 2H+ + 2e− HOOCCOOH(aq) -0.43Cr3+ + e− Cr2+ -0.42Cd2+ + 2e− Cd(s) -0.40 [9]GeO2(s) + 2H+ + 2e− GeO(s) + H2O -0.37Cu2O(s) + H2O + 2e− 2Cu(s) + 2OH− -0.360 [5]PbSO4(s) + 2e− Pb(s) + SO42− -0.3588 [5]PbSO4(s) + 2e− Pb(Hg) + SO42− -0.3505 [5]Eu3+ + e− Eu2+ -0.35 [7]In3+ + 3e− In(s) 0.34 [2]Tl+ + e− Tl(s) -0.34 [2]Ge(s) + 4H+ + 4e− GeH4(g) -0.29Co2+ + 2e− Co(s) -0.28 [5]P H3PO4(aq) + 2H+ + 2e− H3PO3(aq) + H2O -0.276 [5] V3+ + e− V2+ 0.26 [9]Ni2+ + 2e− Ni(s) -0.25As(s) + 3H+ + 3e− AsH3(g) -0.23 [2]MoO2(s) + 4H+ + 4e− Mo(s) + 2H2O -0.15Si(s) + 4H+ + 4e− SiH4(g) -0.14Sn2+ + 2e− Sn(s) -0.13O2(g) + H+ + e− HO2•(aq) -0.13Pb2+ + 2e− Pb(s) -0.13 [9]WO2(s) + 4H+ + 4e− W(s) + 2H2O -0.12P(红磷) + 3H+ + 3e− PH3(g) -0.111 [5]C CO2(g) + 2H+ + 2e− HCOOH(aq) -0.11Se(s) + 2H+ + 2e− H2Se(g) -0.11C CO2(g) + 2H+ + 2e− CO(g) + H2O -0.11SnO(s) + 2H+ + 2e− Sn(s) + H2O -0.10SnO2(s) + 2H+ + 2e− SnO(s) + H2O -0.09WO3(aq) + 6H+ + 6e− W(s) + 3H2O -0.09 [2]P(白磷) + 3H+ + 3e− PH3(g) -0.063 [5]C HCOOH(aq) + 2H+ + 2e− HCHO(aq) + H2O -0.03H 2H+ + 2e− H2(g) ≡ 0S4O62− + 2e− 2S2O32− +0.08Fe3O4(s) + 8H+ + 8e− 3Fe(s) + 4H2O +0.085 [8]N2(g) + 2H2O + 6H+ + 6e− 2NH4OH(aq) +0.092HgO(s) + H2O + 2e−Hg(l) + 2OH− +0.0977Cu(NH3)42+ + e− Cu(NH3)2+ + 2NH3 +0.10 [2]Ru(NH3)63+ + e− Ru(NH3)62+ +0.10 [7]N2H4(aq) + 4H2O + 2e− 2NH4+ + 4OH− +0.11 [6]Mo H2MoO4(aq) + 6H+ + 6e− Mo(s) + 4H2O +0.11Ge4+ + 4e− Ge(s) +0.12C(s) + 4H+ + 4e− CH4(g) +0.13 [2]C HCHO(aq) + 2H+ + 2e− CH3OH(aq) +0.13S(s) + 2H+ + 2e− H2S(g) +0.14Sn4+ + 2e− Sn2+ +0.15Cu2+ + e− Cu+ +0.159 [2]S HSO4− + 3H+ + 2e− SO2(aq) + 2H2O +0.16UO22+ + e− UO2+ +0.163 [7]S SO42− + 4H+ + 2e− SO2(aq) + 2H2O +0.17TiO2+ + 2H+ + e− Ti3+ + H2O +0.19Bi3+ + 2e− Bi+ +0.2SbO+ + 2H+ + 3e− Sb(s) + H2O +0.20As H3AsO3(aq) + 3H+ + 3e− As(s) + 3H2O +0.24GeO(s) + 2H+ + 2e− Ge(s) + H2O +0.26UO2+ + 4H+ + e− U4+ + 2H2O +0.273 [7]Re3+ + 3e− Re(s) +0.300Bi3+ + 3e− Bi(s) +0.32VO2+ + 2H+ + e− V3+ + H2O +0.34Cu2+ + 2e− Cu(s) +0.340 [2]Fe [Fe(CN)6]3− + e− [Fe(CN)6]4− +0.36O2(g) + 2H2O + 4e− 4OH−(aq) +0.40 [9]Mo H2MoO4 + 6H+ + 3e− Mo3+ + 2H2O +0.43Bi+ + e− Bi(s) +0.50C CH3OH(aq) + 2H+ + 2e− CH4(g) + H2O +0.50S SO2(aq) + 4H+ + 4e− S(s) + 2H2O +0.50Cu+ + e− Cu(s) +0.520 [2]C CO(g) + 2H+ + 2e− C(s) + H2O +0.52I2(s) + 2e− 2I− +0.54 [9]I3− + 2e− 3I− +0.53 [9]Au [AuI4]− + 3e− Au(s) + 4I− +0.56As H3AsO4(aq) + 2H+ + 2e− H3AsO3(aq) + H2O +0.56 Au [AuI2]− + e− Au(s) + 2I− +0.58MnO4− + 2H2O + 3e− MnO2(s) + 4OH− +0.59S2O32−+ 6H+ + 4e− 2S(s) + 3H2O +0.60Mo H2MoO4(aq) + 2H+ + 2e− MoO2(s) + 2H2O +0.65 O2(g) + 2H+ + 2e− H2O2(aq) +0.70Tl3+ + 3e− Tl(s) +0.72PtCl62− + 2e− PtCl42− + 2Cl− +0.726 [7]Se H2SeO3(aq) + 4H+ + 4e− Se(s) + 3H2O +0.74PtCl42− + 2e− Pt(s) + 4Cl− +0.758 [7]Fe3+ + e− Fe2+ +0.77Ag+ + e− Ag(s) +0.7996 [5]Hg22+ + 2e− 2Hg(l) +0.80N NO3−(aq) + 2H+ + e− NO2(g) + H2O +0.80Au [AuBr4]− + 3e− Au(s) + 4Br− +0.85Hg2+ + 2e− Hg(l) +0.85MnO4− + H+ + e− HMnO4− +0.90Hg 2Hg2+ + 2e− Hg22+ +0.91 [2]Pd2+ + 2e− Pd(s) +0.915 [7]Au [AuCl4]− + 3e− Au(s) + 4Cl− +0.93MnO2(s) + 4H+ + e− Mn3+ + 2H2O +0.95Au [AuBr2]− + e− Au(s) + 2Br− +0.96Br2(l) + 2e− 2Br− +1.07Br2(aq) + 2e− 2Br− +1.09 [9]I IO3− + 5H+ + 4e− HIO(aq) + 2H2O +1.13Au [AuCl2]− + e− Au(s) + 2Cl− +1.15Se HSeO4− + 3H+ + 2e− H2SeO3(aq) + H2O +1.15Ag2O(s) + 2H+ + 2e− 2Ag(s) + H2O +1.17ClO3− + 2H+ + e− ClO2(g) + H2O +1.18Pt2+ + 2e− Pt(s) +1.188 [7]ClO2(g) + H+ + e− HClO2(aq) +1.19I 2IO3− + 12H+ + 10e− I2(s) + 6H2O +1.20ClO4− + 2H+ + 2e− ClO3− + H2O +1.20O2(g) + 4H+ + 4e− 2H2O +1.23 [9]MnO2(s) + 4H+ + 2e− Mn2+ + 2H2O +1.23Tl3+ + 2e− Tl+ +1.25Cl2(g) + 2e− 2Cl− +1.36 [9]Cr2O7−−+ 14H+ + 6e− 2Cr3+ + 7H2O +1.33CoO2(s) + 4H+ + e− Co3+ + 2H2O +1.42N 2NH3OH+ + H+ + 2e− N2H5+ + 2H2O +1.42 [6]I 2HIO(aq) + 2H+ + 2e− I2(s) + 2H2O +1.44Ce4+ + e− Ce3+ +1.44BrO3− + 5H+ + 4e− HBrO(aq) + 2H2O +1.45PbO β-PbO2(s) + 4H+ + 2e− Pb2+ + 2H2O +1.460 [2] PbO α-PbO2(s) + 4H+ + 2e− Pb2+ + 2H2O +1.468 [2] Br 2BrO3− + 12H+ + 10e− Br2(l) + 6H2O +1.48Cl 2ClO3− + 12H+ + 10e− Cl2(g) + 6H2O +1.49 MnO4− + 8H+ + 5e− Mn2+ + 4H2O +1.51O HO2• + H+ + e− H2O2(aq) +1.51Au3+ + 3e− Au(s) +1.52NiO2(s) + 4H+ + 2e− Ni2+ + 2OH− +1.59Cl 2HClO(aq) + 2H+ + 2e− Cl2(g) + 2H2O +1.63Ag2O3(s) + 6H+ + 4e− 2Ag+ + 3H2O +1.67Cl HClO2(aq) + 2H+ + 2e− HClO(aq) + H2O +1.67 Pb4+ + 2e− Pb2+ +1.69 [2]MnO4− + 4H+ + 3e− MnO2(s) + 2H2O +1.70O H2O2(aq) + 2H+ + 2e− 2H2O +1.78AgO(s) + 2H+ + e− Ag+ + H2O +1.77Co3+ + e− Co2+ +1.82Au+ + e− Au(s) +1.83 [2]BrO4− + 2H+ + 2e− BrO3− + H2O +1.85Ag2+ + e− Ag+ +1.98 [2]S2O82− + 2e− 2SO42− +2.07O3(g) + 2H+ + 2e− O2(g) + H2O +2.075 [7]Mn HMnO4− + 3H+ + 2e− MnO2(s) + 2H2O +2.09F2(g) + 2e− 2F− +2.87 [2][9]F2(g) + 2H+ + 2e− 2HF(aq) +3.05 [2]。
氧化还原反应之元素标准电极电势图及其应用课件
谢谢
THANKS
05 总结与展望
CHAPTER
氧化还原反应的重要性和应用前景
总结：氧化还原反应是化学反应中的重要类 型，涉及到电子的转移过程。元素标准电极 电势图是研究氧化还原反应的重要工具，可 以预测反应的可能性及方向。在能源、环境 、生物和材料科学等多个领域，氧化还原反 应都发挥着关键作用。
在能源领域，氧化还原反应可用于燃料电池 、太阳能电池等新能源的开发和利用。在环 境科学中，氧化还原反应有助于处理污染物 ，实现环境净化。在生物体内，氧化还原反 应参与能量代谢、物质合成等生命活动，对 维持生物体的正常生理功能至关重要。此外 ，在材料科学中，通过控制氧化还原反应可
电极电势图的绘制
选取标准氢电极作为参考点， 规定其电势为0。
选取其他电极，测量其在标准 压力下的电极电势，并绘制成 图。
标明各电极的氧化型和还原型 物质。
电极电势图的解读
根据电极电势的大小判断氧化还原反 应的方向。
电极电势图可以用来预测不同物质之 间的反应可能性。
根据电势差计算电动势，进一步计算 氧化还原反应的平衡常数和反应速率 。
04 氧化还原反应的实际应用
CHAPTER
金属的冶炼和提纯
金属冶炼
利用氧化还原反应将金属元素从矿石 中还原出来，如炼铁、炼铜等。
金属提纯
通过控制氧化还原反应条件，除去金 属中的杂质，提高金属的纯度。
有机合成中的氧化还原反应
氧化反应
通过氧化还原反应将有机物中的氢、 碳等元素氧化成更高级的化合物，如 醇氧化成醛、醛氧化成羧酸等。
还原反应
通过还原反应将有机物中的氧、氮等 元素还原成更低级的化合物，如醛还 原成醇、羧酸还原成酮等。
环境保护中的氧化还原反应
电极电势课件
电极电势课件判断氧化还原反应的方向1．根据Eφ值，判断标准状况下氧化还原反应进行的方向。
通常条件下，氧化还原反应总是由较强的氧化剂与还原剂向着生成较弱的氧化剂和还原剂方向进行。
从电极电势的数值来看，当氧化剂电对的电势大于还原剂电对的电势时，反应才可以进行。
反应以“高电势的氧化型氧化低电势的还原型的方向进行。
在判断氧化还原反应能否自发进行时，通常指的是正向反应。
2．根据电池电动势Eφ池值，判断氧化还原反应进行方向。
任何一个氧化还原反应，原则上都可以设计成原电池。
利用原电池的电动势可以判断氧化还原反应进行的方向。
由氧化还原反应组成的原电池，在标准状态下，如果电池的标准电动势＞0,则电池反应能自发进行；如果电池的标准电动势＜0,则电池反应不能自发进行。
在非标准状态下，则用该状态下的电动势来判断。
从原电池的电动势与电极电势之间的关系来看，只有＞时，氧化还原反应才能自发地向正反应方向进行。
也就是说，氧化剂所在电对的电极电势必须大于还原剂所在电对的电极电势，才能满足E＞0的条件。
从热力学讲电池电动势是电池反应进行的推动力。
当由氧化还原反应构成的电池的电动势Eφ池大于零时，则此氧化还原反应就能自发进行。
因此，电池电动势也是判断氧化还原反应能否进行的判据。
电池通过氧化还原反应产生电能，体系的自由能降低。
在恒温恒压下，自由能的降低值等于电池可能作出的最大有用电功：－△G＝W电＝QE＝nFE池即△G＝－nFE池在标准状态下，上式可写成：△Gφ＝－nFEφ池当Eφ池为正值时，△Gφ为负值，在标准状态下氧化还原反应正向自发进行；当Eφ池为负值时，△Gφ为正值，在标准状态下反应正向非自发进行，逆向反应自发进行。
E或Eφ愈是较大的正值，氧化还原反应正向自发进行的倾向愈大。
E池或Eφ池愈是较大的负值，逆向反应自发进行的倾向愈大。
[例2]试判断反应Br+2Fe2Fe+2Br在标准状态下进行的方向。
解:查表知：Fe+eFe＝+0.771VBr+2e2Br＝+1.066V由反应式可知：Br是氧化剂，Fe是还原剂。
大学化学课件：电极电势的应用
氧化
Ag(s)+H+(aq)+I-(aq)=AgI(s)+1/2H2(g)
第五章 氧化还原反应与电化学
5.4 电极电势的应用
5.4.1 判断氧化剂和还原剂的相对强弱 标准电极电势的代数值愈大，水溶液中电
对的氧化型物质的氧化能力越强；电对中的还 原型物质的还原能力就越弱。
标准电极电势的代数值愈小，水溶液中电 对的还原型物质的还原能力越强；电对中的氧 化型物质的氧化能力就越弱。
反应到达平衡时，E+=E-
E O
0.05916 n1
lg
c(Red1 ) c(Ox1 )
=
E O
0.05916 n2
lg
c(Red2 ) c(Ox2 )
lg[( cRed1 )n2( cOx2 )n1 ] (EO EO )n1n2
cOx 1
cRed2
0.05916
zE O lg K O
0.05916
1.034V
5.4.2 判断氧化还原反应的方向
氧化还原反应之所以能够自发进行时由于 组成氧化还原的两个电对中，电极电势代数值 较大的电对中氧化性物质具有较强的得电子倾 向，而电极电势代数值较小的电对中还原型物 质具有较强的供电子倾向。
Cu2++Zn=Cu+Zn2+
图示法推导标准电极电势与平衡常数关系初探
图示法推导标准电极电势与平衡常数关系初探标准电极电势与平衡常数关系初探标准电极电势与平衡常数是一种关系，描述了特定条件下物质间平衡原理的定量描述。
标准电极电势又称基准电极电势，是测定电极反应的参考电势，是普通离子解离反应的基本依据，是一种以多程序实现的物理量。
根据电极反应的平衡定律，电极反应的反应速率相等，电极反应可以归纳为，通电极反应中离子间相互转化所作成的把离子浓度变化；电解质对电导率有影响；电极反应对溶液中各离子浓度产生的直接的影响；电极反应形成的发生电位；以及电极反应的还原电位等。
根据标准电极电势的性质，可知其和相应的平衡常数之间存在着一定的关系，即用标准电极电势可以求得反应的平衡常数。
首先，讨论常用的标准电极电势与平衡常数的关系，要从电极反应的基本原理入手，即根据Faraday关系可以把电极反应涉及的离子间的变化情况表示为：平衡常数＝（标准电极电势）^(1/2）其次，此关系在电解质中得到充分验证，有时用标准电极电势来定义一个反应的平衡常数，即定义该反应的Keq（即相应溶液中离子浓度变化的平衡常数）可用如下公式表示：Keq＝（标准电极电势）^(1/2）最后，我们可以把上面提到的Keq公式应用到标准电极电势PH上，可以得到下面的公式：Keq＝10^(2-PH)可见，标准电极电势与平衡常数关系则是一种相对稳定和可预测的关系，可以有效地描述在溶液中离子的含量及其相互转化情况。
在实际应用中，标准电极电势PH有助于理解溶液中离子的变化情况，从而获得各离子含量，为实验更加精确和有效地进行记录计算提供依据。
总的来说，标准电极电势和平衡常数的关系有助于理解当电极反应实现平衡时，溶液中离子浓度随着时间的变化情况，有助于测量各离子间反应的程度，也有助于实验精确记录和有效计算实验结果，从而有效地处理和改善反应条件，提高反应和成品质量。
标准电极电势表非常全-nb的电极电势
标准电极电势表非常全-nb的电极电势标准电极电势表非常全 nb 的电极电势在化学的世界里，标准电极电势表是一个极其重要的工具。
它就像是一张藏宝图，为我们揭示了各种化学反应中电子转移的趋势和方向。
今天，咱们就来深入聊聊这个“nb 的电极电势”。
首先，咱们得搞清楚啥是电极电势。
简单来说，电极电势就是衡量一个电极在特定条件下得失电子能力的物理量。
想象一下，每个电极都像是一个选手，而电极电势就是它们的“实力指标”。
这个指标能告诉我们，在一个化学反应中，哪个电极更容易失去电子，哪个电极更容易得到电子。
那标准电极电势又是咋回事呢？标准电极电势是在特定的标准条件下测定的电极电势。
这些标准条件包括温度（通常是 298K）、压强（100kPa）、溶液中离子的浓度（1mol/L）等等。
通过在这些统一的条件下进行测量和比较，我们才能得到一套具有可比性和通用性的数据。
接下来，咱们看看标准电极电势表都有啥用。
它的用途那可真是广泛得很！比如说，我们可以用它来判断一个氧化还原反应能不能自发进行。
如果一个氧化还原反应中，氧化剂对应的电极电势大于还原剂对应的电极电势，那么这个反应就能自发进行。
这就像是一场比赛，实力强的选手（电极电势高的氧化剂）肯定能战胜实力弱的选手（电极电势低的还原剂）。
再比如，标准电极电势表还能帮助我们选择合适的氧化剂和还原剂。
在进行化学合成或者工业生产的时候，我们需要根据具体的需求选择能够有效进行反应的物质。
通过查看电极电势表，我们就能心中有数，知道哪种物质更适合我们的反应。
而且，它对于理解电池的工作原理也非常重要。
电池就是依靠氧化还原反应来产生电能的。
通过分析电极电势的差异，我们可以明白为什么某些电池能够提供稳定的电压，而有些则不行。
那么，标准电极电势表是怎么来的呢？这可不是拍拍脑袋就能想出来的，而是通过一系列精心设计的实验测量得到的。
科学家们会搭建专门的电化学装置，控制好各种条件，然后测量出不同电极之间的电势差。
标准电极电势表非常全-nb的电极电势
标准电极电势表非常全-nb的电极电势标准电极电势表非常全 nb 的电极电势在化学的领域中，标准电极电势表是一个极其重要的工具。
它就像是一张地图，为我们指引着电化学反应中的方向和能量变化。
今天，咱们就来深入聊聊这个非常全且牛掰（nb）的电极电势。
首先，咱们得搞清楚啥是电极电势。
简单来说，电极电势就是衡量一个电极在特定条件下得失电子能力的一个量度。
想象一下，电子就像是一群调皮的小精灵，它们在不同的物质之间跑来跑去。
而电极电势就是告诉我们，在哪个电极上，这些小精灵更愿意聚集或者离开。
标准电极电势表中的数值，都是在标准状态下测定得到的。
那啥是标准状态呢？就是指温度为 298K（25℃），离子浓度为 1mol/L，气体分压为 100kPa 这样特定的条件。
有了这些统一的标准，我们才能对不同的电极进行公平的比较。
比如说，常见的锌铜原电池。
锌电极的标准电极电势比铜电极的低，这就意味着在这个原电池中，锌更容易失去电子，变成锌离子进入溶液，而铜离子则更容易在铜电极上得到电子，变成铜单质沉积下来。
这样，电子就从锌电极流向了铜电极，产生了电流，我们就得到了电能。
标准电极电势表的作用可大了去了。
它能帮助我们判断氧化还原反应进行的方向。
如果一个氧化还原反应中，氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势，那么这个反应就能自发进行。
反之，如果氧化剂的标准电极电势小于还原剂的，那这个反应就不能自发进行，得靠外界给它输入能量才行。
再比如说，我们在进行化学分析和电化学合成的时候，标准电极电势表也是必不可少的。
通过它，我们可以选择合适的氧化剂和还原剂，控制反应的条件，提高反应的效率和选择性。
而且，标准电极电势表还能让我们了解不同物质的氧化性和还原性的强弱。
在表中，标准电极电势越正的物质，氧化性就越强；标准电极电势越负的物质，还原性就越强。
举个例子，氟气的标准电极电势非常正，所以它是一种极强的氧化剂；而锂的标准电极电势非常负，所以它是一种很强的还原剂。
标准电极电势__概述说明以及解释
标准电极电势概述说明以及解释1. 引言1.1 概述标准电极电势是物理化学领域中一个重要的概念，用于描述化学反应中电子转移的趋势和方向。
它是指在特定条件下，相对于参比电极，某个电极半反应发生的能力和倾向性。
标准电极电势可用于推测氧化还原反应的进行程度以及判断各种物质之间的氧化还原性质。
本文将详细介绍标准电极电势的定义、原理及重要性，并举例说明不同参比电极的特点及其适用范围。
1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分：第二部分介绍了标准电极电势的定义和原理，包括对标准电极和参比电极概念进行了阐述，并解释了电势差与标准电极电势之间的关系。
第三部分探讨了标准氢电极（SHE）在化学反应中的重要性和应用。
我们将介绍SHE的定义和特点，并解释其在化学反应中作为参比电极所扮演的角色。
同时也会探讨使用SHE进行其他物质标准电势测量的原理和方法。
第四部分将介绍其他常见的标准参比电极，包括银/银离子参比电极、铜/铜离子参比电极以及铅/铅离子参比电极。
我们将对它们的概述进行分析，并探讨它们在不同场景下的使用特点。
最后，在结论部分，我们将总结标准电极电势的重要性和应用，并归纳各种参比电极的特点及其适用范围，为读者提供一个清晰而全面的认识。
1.3 目的本文旨在向读者介绍标准电极电势这一重要概念，并解释其原理和应用。
通过详细描述不同参比电极的特点，读者可以更好地理解在化学反应中如何选择合适的参比电极以及如何利用标准电极电势来推断反应进程和氧化还原性质。
同时，本文也希望能够唤起读者对于物理化学领域中其他相关概念和实验方法的兴趣。
2. 标准电极电势的定义和原理：2.1 标准电极和参比电极的概念在电化学中，标准电极是用作参考的基准电极，其电势被定义为零。
这样的一个标准是为了方便比较其他电极相对于该基准的电势差。
标准电极由一个半反应（half-reaction）构成，其中半反应既可以是氧化还原反应也可以是非氧化还原反应。
而参比电极则是用来与待测物质之间进行比较测量的第二个电极。
浅谈标准电极电势的图示法 - 西北大学精品课程
浅谈标准电极电势的图示法康祎璠（西北大学化学系05级化学专业 西安 710069）摘要：标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，有时为了直观和便利起见，可用图示法对电势数值作以表示，本文就几种常用的图示形式作一讨论。
关键词：标准电极电势 电对 氧化态 歧化反应标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，通常在教材和手册中，都以“标准电极电势表”的形式给出。
但是列表的方式是依电极电势数值从小到大自上而下排列的，这就使得要集中而全面地了解某一种元素的相关氧化态遇到了困难。
而用图示法讨论与某元素相关的电极电势不仅克服了上述的不便，而且会提供元素及其化合物更多的信息。
本文将详细的对图示法作一介绍。
一﹑拉蒂麦尔图(Latimer diagram)拉蒂麦尔图又称元素电势图，是用图形表示标准电极电势数据中最简单的一种。
在特定的pH 条件下，将元素各种氧化数的存在形式依氧化数降低的顺序从左向右排成一行，用线段将各种氧化态连接起来，在线段上写出其两端的氧化态所组成的电对O ϕ值，便得到该pH 下该元素的元素电势图。
下例为碘在酸性和碱性条件下的元素电势图（经常以pH = 0和pH = 14两种条件作图）：O A ϕ/VO A ϕ/V在元素图的绘制过程中我们应该注意到： 1.写法：氧化态由高至低，从左向右排列，短线上电位是电对的O ϕ； 2.O A ϕ, O B ϕ分别指在酸性介质和碱性介质条件下的值。
元素电势图作为用图形表示标准电极电势数据中最简单，最常用的一种，它的用途也是很广泛的：首先可以通过它来判断物质酸性的强弱。
从元素电势图上，可以看出某些酸的强弱，以及非强酸在给定的pH 条件下的解离方式。
如上例中：高碘酸在酸性介质中以分子态H 5IO 6存在，故而可以判断高碘酸不是强酸。
再看碘元素的碱式图，从该图可以看出，在pH=14的条件下，H 5IO 6将解离出两个氢原子，以 −263IO H 形式存在。
其次可以已知电对的O ϕ，求某电对未知的O ϕ，如下例所示： D )( C )( B )( A 3θ32θ21θ1n E n E n EFE n G E n FE n G E n FE n G E n FE n G E n x x x x x θθ)m(r θ θ33θm(3)r θ33θ22θm(2)r θ22θ11θm(1)r θ11 D e A D e C C e B B e A −=Δ→+−=Δ→+−=Δ→+−=Δ→+−−−− x xxx x x x n E n E n E n E E n E n E n E n FE n FE n FE n FE n G G G G n n n n θ33θ22θ11θθ33θ22θ11θθ33θ22θ11θθm(3)r θm(2)r θm(1)r θ)m(r 321++=++=−−−=−Δ+Δ+Δ=Δ++= 另外元素电势图的另一个重要应用就是判断歧化反应能否发生。
无机化学元素标准电极电势图优秀课件
应用 ：3
如 EA/V
解释元素的氧化还原特性 Fe3+ 0.771 Fe2+ -0.44 Fe
(1) 因 E (Fe2+/Fe) < 0，而 E (Fe3+/Fe2+) > 0
故在非氧化性稀酸(如稀盐酸或稀硫酸)中 金属铁只能被氧化为Fe2+
Fe + 2H+ → Fe2+ + H2↑
应用 ：3
如 EA/V
无机化学元素标准电极电势图
4-4-1 元素标准电极电势图及其应用
定义
把同一元素不同氧化数物质所对应电 对的标准电极电势，按各物质的氧化
数由高到低的顺序排列，并在两种物
质之间标出对应电对的标准电极电势
E A /V
O2 0.695 H2O2 1.763 H2O 1.229
E B /V
O2 -0.076 HO2- 0.867 H2O 0.401
EA/V
Cu2+ 0.159 Cu+ 0.520 Cu 0.340
E (Cu+/Cu)=0.520V > E (Cu2+/Cu+)=0.159V 结论: E (右) > E (左), Cu+易发生歧化反应
当一种元素处于中间氧化数时,它一部分向高的 氧化数状态变化(被氧化),另一部分向低的氧化 数状态变化(被还原化还原特性 Fe3+ 0.771 Fe2+ -0.44 Fe
(2) 因 E (O2/H2O)=1.229V > E (Fe3+/Fe2+) 所以Fe2+在空气中不稳定 易被空气中氧氧化为Fe3+
4Fe2+ + O2 + 4H+ → 4Fe3+ + 2H2O
物理化学：8.09 标准氢电极及标准电极电势
Cu2+/Cu = E = 0.337 V；
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16
同样：当 aZn2+ = 1 时，测得组成相应电 池（与 H+/H2电极组成的原电池）的标准 电动势 E = 0.7628V；
但实际上电极 Zn2+/ Zn 上发生的是氧化 反应。
Zn 2 / Zn
E
0.7628
V
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倾向逐渐增强；
2）由于预设待测电极作为正极（氢标电极 为负极），在电池表达式中写在右侧。
所以 Cu2+/Cu 的脚标中，习惯先写溶液 中的离子，再写电极材料。
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19
例如：
Cu2+/Cu ； OH / H2 ； Fe3+, Fe2+/ Pt ； I / I2； I / AgI, Ag 等。
都无法确定单个电极的电极电势 的绝对
值。因为：
'Cu2 / Cu
Cu2 / Cu
RT 2F ln aCu2
e,Cu
其中的 Cu2+/Cu 项为假想的标准态内电位 差，所以 Cu2+/Cu 绝对值无法求得，式（1）
E = +
不能直接应用于实际。
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2
E (1)
好在实际工作中我们只需知道电池的电 动势 E，即正、负电极的电极电势之差 值（其相对大小），并不非要知道各个 电极的电极电势绝对值 不可。
标准氢电极属一级标准电极；202Βιβλιοθήκη /3/197规定：
标准氢电极的电极电势：
H+/H2 = 0 （aH+ =1，PH2 = P）
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浅谈标准电极电势的图示法
康祎璠
（西北大学化学系05级化学专业 西安 710069）
摘要：标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，有时为了直观和便利起见，可用图示法对电势数值作以表示，本文就几种常用的图示形式作一讨论。
关键词：标准电极电势 电对 氧化态 歧化反应
标准电极电势是氧化还原反应很好的定量标度，通常在教材和手册中，都以“标准电极电势表”的形式给出。
但是列表的方式是依电极电势数值从小到大自上而下排列的，这就使得要集中而全面地了解某一种元素的相关氧化态遇到了困难。
而用图示法讨论与某元素相关的电极电势不仅克服了上述的不便，而且会提供元素及其化合物更多的信息。
本文将详细的对图示法作一介绍。
一﹑拉蒂麦尔图(Latimer diagram)
拉蒂麦尔图又称元素电势图，是用图形表示标准电极电势数据中最简单的一种。
在特定的pH 条件下，将元素各种氧化数的存在形式依氧化数降低的顺序从左向右排成一行，用线段将各种氧化态连接起来，在线段上写出其两端的氧化态所组成的电对O ϕ值，便得到该pH 下该元素的元素电势图。
下例为碘在酸性和碱性条件下的元素电势图（经常以pH = 0和pH = 14两种条件作图）：
O A ϕ/V
O A ϕ/V
在元素图的绘制过程中我们应该注意到： 1.写法：氧化态由高至低，从左向右排列，短线上电位是电对的O ϕ； 2.O A ϕ, O B ϕ分别指在酸性介质和碱性介质条件下的值。
元素电势图作为用图形表示标准电极电势数据中最简单，最常用的一种，它的用途也是很广泛的：
首先可以通过它来判断物质酸性的强弱。
从元素电势图上，可以看出某些酸的强弱，以及非强酸在给定的pH 条件下的解离方式。
如上例中：高碘酸在酸性
介质中以分子态H 5IO 6存在，故而可以判断高碘酸不是强酸。
再看碘元素的碱式
图，从该图可以看出，在pH=14的条件下，H 5IO 6将解离出两个氢原子，以 −26
3IO H 形式存在。
其次可以已知电对的O ϕ，求某电对未知的O ϕ，如下例所示： D )
( C )( B )( A 3θ32θ21θ1n E n E n E
FE n G E n FE n G E n FE n G E n FE n G E n x x x x x θθ)m(r θ θ
33θm(3)r θ
33θ22θm(2)r θ22θ11θm(1)
r θ11 D e A D e C C e B B e A −=Δ→+−=Δ→+−=Δ→+−=Δ→+−−−−
x x
x
x x x x n E n E n E n E E n E n E n E n FE n FE n FE n FE n G G G G n n n n θ33θ22θ11θθ33θ22θ11θθ33θ2
2θ11θθm(3)
r θm(2)r θm(1)r θ)m(r 3
21++=++=−−−=−Δ+Δ+Δ=Δ++= 另外元素电势图的另一个重要应用就是判断歧化反应能否发生。
若 ，则B 可发生歧化反应 B 的氧化性强于A 即表示
B 的还原性强于C
二、弗洛斯特图 (Frost diagram)
元素的Frost 图简单的说，就是用其电对 X(n)/X(0) 的对氧化值
n 作图。
下面我们以酸性溶液中氧和铊为例进行说明，绘出各自的弗洛斯特图。
）（Ox/Red θE 首先，查得酸性溶液中氧和铊的拉蒂麦尔图分别为：
>O )(ϕO )(ϕ右左O O ϕϕ=C B )(右O O )()(左右ϕϕ>O B A O ϕϕ=)(左
第二步：将O 2(0)/O 2(0)电对和T1(0)电对的有关数据列表
电对
）（Ox/Red θE n ）（Ox/Red θnE O 2(0) / O 2(0)
0 0 0 O 2(0) / H 2O 2(-1)
0.70 -1 -0.70 O 2(0) / H 2O (-2)
+1.23 -2 -2.46
Tl (0) / Tl (0)
0 0 0 Tl (+1) / Tl (0)
-0.34 +1 -0.34 Tl (+3) / Tl (0)
+0.72 +3 +2.16
第三步：以值对氧化值绘图 ）（Ox/Red θnE
氧在酸性（Acidic ）和碱性（Basic ）条件下的的弗洛斯特图
铊在酸性(实线)和碱性(点线) 溶液中的弗洛斯特图
在图中，我们连接任意两点成一条直线，这条线的斜率即代表由该两种氧化态组成的电对的标准电势，故直线斜率越大，电对的标准电势越大。
这意味着，比较任何两条线的斜率，可对相应电对组成的氧化还原反应进行热力学判断。
斜率较大的电对中的氧化型可以氧化斜率较小的电对中的还原型。
另外，同一元素的弗洛斯特图中，某一物种如果处于左右两侧物种连线的上方，则该物种可歧化为两侧的物种；如果处于连线下方，则表明在热力学上有利于反歧化过程。
观察一下弗洛斯特图的坐标，我们联想到n O ϕ正比于标准吉布斯函数(),所以我们可将纵坐标改换为，即将此图转为n --图（又称埃布斯沃斯Ebsworth 图），这样就可以得到如下推论：在Frost 图的最下方一点即相当于元素最稳定的氧化态。
θG ΔθG ΔθG Δ
三﹑泡佩克斯图( Pourbaix diagram)
泡佩克斯图又称φ ~ pH 图，是以电极电势为纵坐标，pH 值为横坐标的标绘图。
它与前两种图不同，需要更多方面信息和数据。
这类图能显示元素的各种化学形态间的平衡关系，表明在各种条件下，质子和电子的迁移及平衡移动关系，并能显示出在任何给定φ和pH 的条件下，哪种化学形态占优势，而且还可以推测各种氧化剂或还原剂在水溶液中的相对稳定性，以及反映出溶液的pH 值对电极电势的影响。
下面就以纯水的Pourbaix 图为例对制图过程进行说明。
首先写出水自身的氧化和还原反应
① 水自身的氧化反应(H 2O 作还原剂)
(1)
② 水自身的还原反应（H 2O 中H +作为氧化剂）
(2)
然后将不同的PH值分别代入(1)，(2)式，得出二组φ~ PH数据。
最后以φ为纵坐标，pH为横坐标便可做出下图。
同时分别得出(b)线和 (a)线：
图中(a)、(b)二条线包围区域即为水的稳定区。
泡佩克斯图通常被用来推测某氧化剂或还原剂在水中的相对稳定性。
即某氧化剂电对的φ>φo2/H2O (φ ~ pH 线位于(b)线之上)，则可将水中O2-氧化成O2；某氧化剂电对的φ>φH+ /H2 (φ~ PH 线位于(a)线之上)，则可将水中H+还原成H2。
推广后，一物质的φ~ pH线若位于另一物质的φ~ pH线之上，则上线物质为氧化剂，而下线物质为还原剂。
参考文献
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