电势序英文解释翻译、电势序的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 galvanic series
分词翻译:
电势的英语翻译:
【化】 electric potential
【医】 potential
序的英语翻译:
foreword; initial; order; preface; prolegomenon; sequence
专业解析
电势序(Electrochemical Series),又称电动序或标准电极电位序,是化学和电化学中的一个核心概念。它按照金属(及部分非金属)在标准条件下(298K,1mol/L离子浓度)失去电子形成阳离子的倾向(即氧化能力),或其离子获得电子还原为单质的倾向(即还原能力)的大小顺序进行排列。该顺序以标准氢电极(SHE)的电极电位(定义为0V)作为基准进行测定。
1. 核心定义与排序依据
- 本质:电势序反映了不同物质在标准状态下发生氧化还原反应的趋势强弱。
- 基准:以标准氢电极($2H^+{(aq)} + 2e^- rightleftharpoons H{2(g)}$)的电极电位 $E^circ = 0.000 , text{V}$ 作为零点。
- 测量:通过测量特定电极(如 $Zn^{2+}/Zn$)与标准氢电极构成的原电池的电动势(EMF)来确定该电极的标准电极电位($E^circ$)。
- 排序规则:电极电位 $E^circ$ 值越负(如锂 $Li^+/Li$,$E^circ = -3.04 , text{V}$),表示该物质越容易失去电子(还原态是强还原剂,氧化态是弱氧化剂);电极电位 $E^circ$ 值越正(如金 $Au^{3+}/Au$,$E^circ = +1.50 , text{V}$),表示该物质越难失去电子,其离子越容易获得电子(还原态是弱还原剂,氧化态是强氧化剂)。
2. 典型序列示例(部分)
以下是一个简化的电势序片段(从强还原剂到弱还原剂排列):
- 锂 (Li) / $Li^+$ ($E^circ approx -3.04 , text{V}$)
- 钾 (K) / $K^+$ ($E^circ approx -2.92 , text{V}$)
- 钠 (Na) / $Na^+$ ($E^circ approx -2.71 , text{V}$)
- 镁 (Mg) / $Mg^{2+}$ ($E^circ approx -2.37 , text{V}$)
- 铝 (Al) / $Al^{3+}$ ($E^circ approx -1.66 , text{V}$)
- 锌 (Zn) / $Zn^{2+}$ ($E^circ approx -0.76 , text{V}$)
- 铁 (Fe) / $Fe^{2+}$ ($E^circ approx -0.44 , text{V}$)
- 氢 (H) / $H^+$ ($E^circ = 0.00 , text{V}$)
- 铜 (Cu) / $Cu^{2+}$ ($E^circ approx +0.34 , text{V}$)
- 银 (Ag) / $Ag^+$ ($E^circ approx +0.80 , text{V}$)
- 金 (Au) / $Au^{3+}$ ($E^circ approx +1.50 , text{V}$)
3. 核心应用
- 预测反应自发性:在电势序中,位置较高的金属($E^circ$ 更负)能够自发地将其位置较低的金属离子($E^circ$ 更正)从溶液中置换出来(例如:$Zn + Cu^{2+} rightarrow Zn^{2+} + Cu$)。位置在氢之上的金属能从稀酸中置换出氢气(例如:$Zn + 2H^+ rightarrow Zn^{2+} + H_2$),而位置在氢之下的金属则不能。
- 理解金属腐蚀:电势序解释了为什么某些金属(如铁)在潮湿空气中容易腐蚀(被氧化),而其他金属(如金)则非常稳定。当两种不同的金属在电解质中接触时,电势序位置更负的金属会作为阳极优先腐蚀(电偶腐蚀)。
- 原电池设计:电势序是设计原电池(如干电池、铅酸电池)的基础。通常选择电势序中位置相距较远的两种金属(或金属与导电化合物)作为电极,以获得较高的电动势。负极(阳极)是 $E^circ$ 更负的物质,发生氧化反应;正极(阴极)是 $E^circ$ 更正的物质,发生还原反应。
- 电解过程:在电解池中,电势序有助于预测离子在电极上放电的优先顺序。阴极上,$E^circ$ 更正的离子优先还原;阳极上,$E^circ$ 更负的离子优先氧化(需考虑过电位等因素)。
4. 术语说明
- 电势序 (Diànshì Xù):中文标准术语。
- Electrochemical Series:英文标准术语,强调其电化学基础。
- Electromotive Series (EMF Series):英文同义术语,强调其基于电动势测量。
- Activity Series:英文同义术语,强调物质的化学活性(反应性)。
权威参考来源:
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). Definition: Electrochemical Series (需访问IUPAC官网确认链接有效性)。
- Atkins, P., & de Paula, J. Physical Chemistry (多版次经典物理化学教材,均包含详细电极电位与电势序论述)。
- 周公度, 段连运. 《结构化学基础》. 北京大学出版社 (国内经典教材,涵盖电极电位基础)。
- Bard, A. J., Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. Wiley (电化学领域权威专著,深入阐述电极电位测量与应用)。
网络扩展解释
根据搜索结果和相关概念,"电势序"这一表述在学术领域并不常见。结合上下文分析,可能指向以下两种理解:
一、电势的基本定义(核心解释)
电势(电位)是描述电场能量特性的物理量,定义为单位正电荷在某点具有的电势能与该电荷量的比值。其数学表达式为:
$$
φ = frac{E_p}{q}
$$
其中φ表示电势,Eₚ为电荷q在该点的电势能。电势的零点通常取无限远处或地球表面。
二、可能的延伸理解
若指电极电势序(常见名称为标准电极电势表),则是不同物质在标准条件下的氧化还原能力排序。例如金属活动性顺序表中,电势越正的物质(如Au³⁺/Au)氧化性越强,电势越负的(如Li⁺/Li)还原性越强。
三、特殊场景中的电势次序
在电机工程中,存在导体→线圈→线圈组→每相绕组的电势生成次序描述。例如四极同步电机中,导体感应电势频率公式为:
$$
f = frac{pn}{120}
$$
其中p为磁极数,n为转速(r/min)。当f=50Hz时,四极电机的转速应为1500r/min。
建议
如需具体电极电势数据,可查阅标准电极电势表;若涉及电机设计,需结合电磁感应原理进一步分析。
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