
【化】 electromotive series
电动序(Electrochemical Series),又称电化序或电势序,是电化学领域的重要概念,指金属及其他物质按照其标准电极电势(相对于标准氢电极)从高到低(或从正到负)顺序排列的序列。该序列直观反映了物质在溶液中失去电子(被氧化)或获得电子(被还原)的倾向性。
电极电势排序
电动序的核心依据是标准电极电势(E°)。标准电极电势值越正(如金 Au³⁺/Au 为 +1.50 V),物质的氧化态越难被还原(还原倾向弱),而其还原态越易被氧化;反之,电势越负(如锂 Li⁺/Li 为 -3.04 V),还原态越易失去电子(氧化倾向强),氧化态越难被还原。
来源:《英汉电化学词典》(科学出版社)
反应倾向性预测
序列中位置较高的金属(电势较正)可自发置换位置较低的金属(电势较负)的离子。例如:铜(Cu²⁺/Cu: +0.34 V)可置换银离子(Ag⁺/Ag: +0.80 V),因铜的还原性更强。
来源:IUPAC《电化学术语》第3版(国际纯粹与应用化学联合会)
腐蚀与防护基础
电动序解释了金属腐蚀原理:电势较负的金属(如铁)在电解质中易作为阳极被腐蚀,而电势较正的金属(如镀铬层)则作为阴极受保护。阴极保护技术即基于此原理设计。
来源:《腐蚀电化学原理》(化学工业出版社)
电池与电解应用
在电池中,电势差越大的两种金属组合(如锌-铜),理论上可提供更高电压;电解时,阴极优先析出电势较正的金属离子。
来源:《物理化学》(傅献彩等编著,高等教育出版社)
中文定义:
“电动序是物质按标准电极电势大小排列的顺序,用于判断氧化还原反应的方向和限度。”
——《中国大百科全书·化学卷》
英文定义:
“The electrochemical series is an arrangement of elements in order of increasing electrode potential values, which indicates the relative tendency to gain or lose electrons.”
——Oxford Dictionary of Chemistry (Oxford University Press)
物质(还原态/氧化态) | 标准电极电势 (E° / V) |
---|---|
K⁺/K | -2.93 |
Zn²⁺/Zn | -0.76 |
Fe²⁺/Fe | -0.44 |
H⁺/H₂ | 0.00 (基准) |
Cu²⁺/Cu | +0.34 |
Ag⁺/Ag | +0.80 |
Au³⁺/Au | +1.50 |
注:实际应用中需注意浓度、温度及超电势等因素对反应的影响。
电动序是电化学中的一个重要概念,其定义和核心内容如下:
电动序指将不同金属的标准电极电位(( E^0 ))按数值从小到大排列形成的序列。它也被称为电动势序列或元素电化序。
排列依据
以金属在标准条件(25°C、1mol/L离子浓度)下的电极电位为基准。例如,氢电极的标准电位被定义为0V,其他金属与之比较得出相对值。
反应方向性
序列中位置越靠前的金属(如锂、钾),还原性越强,易失去电子发生氧化反应(阳极反应);位置靠后的金属(如金、铂),氧化性越强,易获得电子发生还原反应(阴极反应)。
应用场景
常用于预测金属的腐蚀倾向、电池中电极材料的活性差异,以及金属置换反应的可能性。例如,铁在电动序中位于氢之上,因此易在酸性环境中被腐蚀。
如需进一步了解具体金属的电位值或实际应用案例,可参考电化学教材或标准电位表。
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