可逆电极英文解释翻译、可逆电极的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 reversible electrode
分词翻译:
可逆的英语翻译:
【电】 reversible
电极的英语翻译:
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【医】 electrode; rheophore
专业解析
可逆电极(Reversible Electrode)是电化学中的一个核心概念,指在电极/溶液界面发生的氧化还原反应处于热力学平衡状态,且反应速率足够快,能够满足能斯特方程(Nernst Equation)描述的电极系统。其特性在于电极电位仅由溶液中相关离子的活度(浓度)决定,且当微小电流通过时,电极反应可迅速、可逆地进行,不会引起电极表面状态或溶液组成的不可逆变化。
核心特性:
- 热力学平衡性:电极反应(如 ( text{Ox} + ne^- rightleftharpoons text{Red} ))在零电流或微小电流下处于动态平衡状态,正逆反应速率相等 。
- 快速动力学:电极反应的交换电流密度(( i^0 ))足够大,使得电极能够快速响应电流或电位的变化,实现反应方向的迅速转换 。
- 稳定且可重现的电位:电极电位仅由参与反应的氧化还原对的活度比决定,符合能斯特方程:
$$
E = E^circ - frac{RT}{nF} ln frac{a{text{Red}}}{a{text{Ox}}}
$$
其中 ( E ) 为电极电位,( E^circ ) 为标准电极电位, ( R ) 为气体常数, ( T ) 为绝对温度, ( n ) 为转移电子数, ( F ) 为法拉第常数, ( a ) 为活度 。
- 重现性好:在相同条件下,可逆电极的电位值稳定且可精确重现,是电位测量和参比电极的基础 。
常见实例:
- 第一类可逆电极:金属浸在含有其自身离子的溶液中。例如:
- 银/银离子电极 (Ag | Ag⁺):反应为 ( text{Ag}^+ + e^- rightleftharpoons text{Ag} ),电位取决于 Ag⁺ 活度。
- 铜/铜离子电极 (Cu | Cu²⁺):反应为 ( text{Cu}^{2+} + 2e^- rightleftharpoons text{Cu} )。
- 第二类可逆电极:金属及其难溶盐浸在含有该难溶盐阴离子的溶液中。例如:
- 银/氯化银电极 (Ag | AgCl | Cl⁻):反应为 ( text{AgCl} + e^- rightleftharpoons text{Ag} + text{Cl}^- ),电位取决于 Cl⁻ 活度。这是最常用的参比电极之一 。
- 甘汞电极 (Hg | Hg₂Cl₂ | Cl⁻):反应为 ( text{Hg}_2text{Cl}_2 + 2e^- rightleftharpoons 2text{Hg} + 2text{Cl}^- ),电位由 Cl⁻ 活度决定 。
- 氧化还原电极:惰性导体(如铂)浸在含有可逆氧化还原对的溶液中。例如:
- 铂电极浸在 Fe³⁺/Fe²⁺ 溶液 (Pt | Fe³⁺, Fe²⁺):反应为 ( text{Fe}^{3+} + e^- rightleftharpoons text{Fe}^{2+} ),电位取决于 ( frac{a{text{Fe}^{3+}}}{a{text{Fe}^{2+}}} ) 。
- 氢电极 (Pt | H₂ | H⁺):反应为 ( 2text{H}^+ + 2e^- rightleftharpoons text{H}_2 ),是定义标准电极电位的基础 。
权威参考来源:
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) - Compendium of Chemical Terminology (Gold Book):对电化学术语(包括电极类型和可逆性)提供了权威定义。 https://goldbook.iupac.org/
- Bard, A. J.; Faulkner, L. R. - Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.):经典电化学教材,详细阐述了电极反应的热力学、动力学及可逆电极原理。 Wiley.
- Southampton Electrochemistry Group - Instrumental Methods in Electrochemistry:提供了对电极系统(包括可逆电极)的实用介绍。 Woodhead Publishing.
网络扩展解释
可逆电极是电化学中的重要概念,其定义和特性可从以下几个角度综合解释:
一、核心定义
可逆电极是指在热力学平衡状态下,电极上的氧化还原反应正、逆方向速率相等,无净反应发生,且电势可通过电化学反应完全逆转的电极系统。这类电极需满足:
- 物质可逆:反应物与产物浓度保持恒定;
- 能量可逆:施加正、反向电位时电势变化相等且方向相反。
二、关键特征
- 快速平衡:电极界面存在单一氧化还原对,交换电流密度大,能迅速建立电化学平衡。
- 稳定电势:平衡状态下电极电势维持稳定,抗干扰能力强。
- 动力学可逆:正向微电流的效应可通过逆向微电流完全消除,恢复平衡状态。
三、分类与常见类型
根据结构和反应类型,可逆电极分为三类:
- 第一类电极:金属与其阳离子接触(如铜电极 Cu|Cu²⁺)、氢电极(H₂|H⁺)、卤素电极(Cl₂|Cl⁻)。
- 第二类电极:金属与难溶盐/氧化物构成的电极(如甘汞电极 Hg|Hg₂Cl₂|Cl⁻)。
- 第三类电极(氧化还原电极):溶液中不同价态离子参与反应(如 Fe³⁺/Fe²⁺体系)。
四、应用与意义
可逆电极是电位分析法的核心部件,也是可逆电池的必要组成部分。其平衡电势可用于精确测定溶液离子活度或电池电动势。例如,标准氢电极(SHE)作为参比电极,广泛用于测量其他电极的相对电势。
以上信息综合了多个权威来源,若需进一步了解具体电极的构造或反应机制,可参考电化学教材或专业文献。
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