
【化】 half-wave potential
【电】 half wave
【医】 potential
半波电位(half-wave potential,E₁/₂)是极谱分析中的核心电化学参数,指在直流极谱法中扩散电流达到极限扩散电流一半时的电极电位值。该参数由捷克化学家Jaroslav Heyrovský于1922年首次在极谱实验中观测并定义,现已成为判断电活性物质特征的重要指标。
根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,半波电位的数学表达式为: $$ E = E_{1/2} + frac{RT}{nF} ln frac{i_d - i}{i} $$ 其中R为气体常数,T为绝对温度,n为电子转移数,F为法拉第常数。在可逆电极反应中,半波电位与反应物浓度无关,仅取决于电对的本性。
实际应用中,该参数具有以下特征:
该参数在环境监测领域有重要应用,美国环境保护署(EPA)方法7063明确指出,半波电位可用于水中重金属离子的选择性检测。牛津仪器公司2024年发布的技术白皮书显示,现代极谱仪已实现±0.002V的电位测量精度。
半波电位是电化学分析中的重要概念,尤其在极谱分析中具有核心意义。以下从定义、特性、公式及应用等方面进行详细解释:
半波电位(E₁/₂)指在极谱分析中,待测物质产生的电解电流达到扩散电流一半时对应的滴汞电极电位。该电位与离子本性相关,与浓度无关,是极谱定性分析的基础。
半波电位可通过纳瓦斯方程计算: $$ E_{1/2} = E^0 - frac{RT}{nF} ln K $$ 其中:
参数 | 半波电位 | 析出电位 |
---|---|---|
定义 | 扩散电流达50%时的电极电位 | 物质连续还原所需的最低阴极电位 |
应用场景 | 极谱定性分析 | 电解分离与定量分析 |
浓度相关性 | 与浓度无关 | 受浓度影响 |
数据来源 |
如需更完整的公式推导或实验方法细节,可参考极谱分析专业文献。
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