electrode potential是什么意思，electrode potential的意思翻译、用法、同义词、例句

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专业解析

电极电势（Electrode Potential） 是指单个电极与其接触的电解质溶液之间界面上产生的电势差。它是电化学中的一个核心概念，反映了电极材料失去或获得电子的倾向性，是电池电动势、腐蚀反应、电解过程等发生的驱动力。

1. 定义与物理意义 电极电势源于电极材料（通常是金属）与其离子溶液接触时发生的电荷分离。当金属浸入其盐溶液中时，金属表面的原子可能失去电子成为离子进入溶液（氧化倾向），或者溶液中的金属离子可能获得电子沉积到金属表面（还原倾向）。这两种倾向达到动态平衡时，在金属/溶液界面会形成一个带相反电荷的双电层，从而产生一个稳定的电势差，即该电极的电极电势。其数值大小和符号（正或负）表示该电极相对于标准参考电极发生还原反应的相对难易程度。数值越正，表示该电极越容易被还原（即其还原态更稳定）；数值越负，表示该电极越容易被氧化（即其氧化态更稳定）。

2. 标准电极电势 为了便于比较，科学家定义了标准电极电势（E°）。它是指在标准状态下（温度为298K，所有溶质浓度为1 mol/L，所有气体分压为100 kPa），该电极相对于标准氢电极（SHE） 的电势差。标准氢电极被规定其电极电势在任何温度下均为0 V。标准电极电势表是电化学中最重要的数据表之一，用于预测氧化还原反应的方向和计算电池电动势。例如，锌电极的标准电极电势约为 -0.76 V（vs. SHE），表示锌比氢更容易被氧化；而铜电极的标准电极电势约为 +0.34 V（vs. SHE），表示铜比氢更难被氧化（更容易被还原）。

3. 测量与影响因素 电极电势无法直接测量绝对值，只能通过将其与一个已知电势的参比电极（如饱和甘汞电极SCE、银/氯化银电极Ag/AgCl）构成原电池，测量该电池的电动势来间接确定。实际电极电势受多种因素影响：

• 温度： 温度升高通常会使电极电势的绝对值减小。
• 离子浓度： 遵循能斯特方程（Nernst Equation），电极电势与参与电极反应的离子浓度（或活度）的对数相关。对于反应：$$ text{Oxidized} + ne^- rightleftharpoons text{Reduced} $$，能斯特方程为： $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln frac{a{text{Reduced}}}{a{text{Oxidized}}} $$ 其中，$E$ 是实际电极电势，$E^circ$ 是标准电极电势，$R$ 是气体常数，$T$ 是热力学温度，$n$ 是转移电子数，$F$ 是法拉第常数，$a$ 是物质的活度。
• 溶液pH值： 对于涉及H⁺或OH⁻离子的电极反应（如氢电极、氧电极），电势受pH值影响显著。
• 电极材料表面状态： 表面氧化膜、吸附物等会影响电子转移过程。

4. 应用 电极电势在科学和工程领域有广泛应用：

• 电池与燃料电池： 计算电池的理论电压（电动势 = 正极电势 - 负极电势），评估电池性能。
• 腐蚀科学： 判断金属腐蚀的热力学可能性（如通过电位-pH图），评估不同金属的电偶腐蚀风险。
• 电化学分析： 电位分析法（如pH计、离子选择性电极）的基础。
• 电化学合成（电解）： 预测电解过程中电极上优先发生的反应。
• 生物电化学： 理解生物膜电位、神经信号传导等生理过程。

参考资料：

1. 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) - Electrode Potential Definition: IUPAC Gold Book 提供了电极电势的权威定义和术语规范。https://goldbook.iupac.org/terms/view/E01952
2. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. - Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.): 经典电化学教材，详细阐述了电极电势的产生原理、测量方法和能斯特方程推导。 Wiley. (2001).
3. 麻省理工学院开放式课程 (MIT OpenCourseWare) - Electrochemistry: 提供了关于电极电势和标准氢电极的简明教学材料。https://ocw.mit.edu/courses/chemistry/ (可搜索相关课程如 5.60 或 3.091)
4. 能源科学与工程领域综述期刊 (如 Joule, Energy & Environmental Science): 常刊载利用电极电势设计高性能电池和电催化材料的研究进展。

网络扩展资料

electrode potential（电极电势）是电化学中的核心概念，指单个电极与周围电解质溶液之间因电荷分布差异形成的电势差。以下是详细解释：

1. 基本定义 电极电势反映电极材料在溶液中发生氧化或还原反应的倾向性。例如金属电极浸入溶液时，金属离子可能在界面发生溶解或沉积，形成动态平衡，从而产生电势差。

2. 测量方法 需通过参比电极（如标准氢电极）构成完整电化学体系进行测量。标准电极电势（E°）指在25℃、1mol/L浓度下的相对电势值，常用于预测反应方向。

3. 应用领域

   • 判断氧化还原反应方向：电势较高的电极更易发生还原反应。
   • 电池设计：不同电极电势的材料组合产生电压，如锌铜电池。
   • 腐蚀防护：金属的电极电势差异影响电化学腐蚀速率。

4. 相关概念区分

   • Electric potential：泛指空间中某点的电势能，单位伏特（V）。
   • Overpotential：实际电极电势与理论值的偏差，由反应动力学因素引起。

参考来源：海词词典提供了专业定义，其他网页补充了术语翻译和基础概念。如需更完整的电极电势数据表，可查阅电化学手册或标准电极电势数据库。

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