electrode potential是什麼意思，electrode potential的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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電極電勢（Electrode Potential） 是指單個電極與其接觸的電解質溶液之間界面上産生的電勢差。它是電化學中的一個核心概念，反映了電極材料失去或獲得電子的傾向性，是電池電動勢、腐蝕反應、電解過程等發生的驅動力。

1. 定義與物理意義 電極電勢源于電極材料（通常是金屬）與其離子溶液接觸時發生的電荷分離。當金屬浸入其鹽溶液中時，金屬表面的原子可能失去電子成為離子進入溶液（氧化傾向），或者溶液中的金屬離子可能獲得電子沉積到金屬表面（還原傾向）。這兩種傾向達到動态平衡時，在金屬/溶液界面會形成一個帶相反電荷的雙電層，從而産生一個穩定的電勢差，即該電極的電極電勢。其數值大小和符號（正或負）表示該電極相對于标準參考電極發生還原反應的相對難易程度。數值越正，表示該電極越容易被還原（即其還原态更穩定）；數值越負，表示該電極越容易被氧化（即其氧化态更穩定）。

2. 标準電極電勢 為了便于比較，科學家定義了标準電極電勢（E°）。它是指在标準狀态下（溫度為298K，所有溶質濃度為1 mol/L，所有氣體分壓為100 kPa），該電極相對于标準氫電極（SHE） 的電勢差。标準氫電極被規定其電極電勢在任何溫度下均為0 V。标準電極電勢表是電化學中最重要的數據表之一，用于預測氧化還原反應的方向和計算電池電動勢。例如，鋅電極的标準電極電勢約為 -0.76 V（vs. SHE），表示鋅比氫更容易被氧化；而銅電極的标準電極電勢約為 +0.34 V（vs. SHE），表示銅比氫更難被氧化（更容易被還原）。

3. 測量與影響因素 電極電勢無法直接測量絕對值，隻能通過将其與一個已知電勢的參比電極（如飽和甘汞電極SCE、銀/氯化銀電極Ag/AgCl）構成原電池，測量該電池的電動勢來間接确定。實際電極電勢受多種因素影響：

• 溫度： 溫度升高通常會使電極電勢的絕對值減小。
• 離子濃度： 遵循能斯特方程（Nernst Equation），電極電勢與參與電極反應的離子濃度（或活度）的對數相關。對于反應：$$ text{Oxidized} + ne^- rightleftharpoons text{Reduced} $$，能斯特方程為： $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln frac{a{text{Reduced}}}{a{text{Oxidized}}} $$ 其中，$E$ 是實際電極電勢，$E^circ$ 是标準電極電勢，$R$ 是氣體常數，$T$ 是熱力學溫度，$n$ 是轉移電子數，$F$ 是法拉第常數，$a$ 是物質的活度。
• 溶液pH值： 對于涉及H⁺或OH⁻離子的電極反應（如氫電極、氧電極），電勢受pH值影響顯著。
• 電極材料表面狀态： 表面氧化膜、吸附物等會影響電子轉移過程。

4. 應用 電極電勢在科學和工程領域有廣泛應用：

• 電池與燃料電池： 計算電池的理論電壓（電動勢 = 正極電勢 - 負極電勢），評估電池性能。
• 腐蝕科學： 判斷金屬腐蝕的熱力學可能性（如通過電位-pH圖），評估不同金屬的電偶腐蝕風險。
• 電化學分析： 電位分析法（如pH計、離子選擇性電極）的基礎。
• 電化學合成（電解）： 預測電解過程中電極上優先發生的反應。
• 生物電化學： 理解生物膜電位、神經信號傳導等生理過程。

參考資料：

1. 國際純粹與應用化學聯合會 (IUPAC) - Electrode Potential Definition: IUPAC Gold Book 提供了電極電勢的權威定義和術語規範。https://goldbook.iupac.org/terms/view/E01952
2. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. - Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.): 經典電化學教材，詳細闡述了電極電勢的産生原理、測量方法和能斯特方程推導。 Wiley. (2001).
3. 麻省理工學院開放式課程 (MIT OpenCourseWare) - Electrochemistry: 提供了關于電極電勢和标準氫電極的簡明教學材料。https://ocw.mit.edu/courses/chemistry/ (可搜索相關課程如 5.60 或 3.091)
4. 能源科學與工程領域綜述期刊 (如 Joule, Energy & Environmental Science): 常刊載利用電極電勢設計高性能電池和電催化材料的研究進展。

網絡擴展資料

electrode potential（電極電勢）是電化學中的核心概念，指單個電極與周圍電解質溶液之間因電荷分布差異形成的電勢差。以下是詳細解釋：

1. 基本定義 電極電勢反映電極材料在溶液中發生氧化或還原反應的傾向性。例如金屬電極浸入溶液時，金屬離子可能在界面發生溶解或沉積，形成動态平衡，從而産生電勢差。

2. 測量方法 需通過參比電極（如标準氫電極）構成完整電化學體系進行測量。标準電極電勢（E°）指在25℃、1mol/L濃度下的相對電勢值，常用于預測反應方向。

3. 應用領域

   • 判斷氧化還原反應方向：電勢較高的電極更易發生還原反應。
   • 電池設計：不同電極電勢的材料組合産生電壓，如鋅銅電池。
   • 腐蝕防護：金屬的電極電勢差異影響電化學腐蝕速率。

4. 相關概念區分

   • Electric potential：泛指空間中某點的電勢能，單位伏特（V）。
   • Overpotential：實際電極電勢與理論值的偏差，由反應動力學因素引起。

參考來源：海詞詞典提供了專業定義，其他網頁補充了術語翻譯和基礎概念。如需更完整的電極電勢數據表，可查閱電化學手冊或标準電極電勢數據庫。

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