
【醫】 prescription electrode
criteria; level; mark; measure; normal; par; rule; standard; criterion
【計】 etalon; normal; STD
【化】 standards
【醫】 norm; normo-; rubric; standard
【經】 denominator; norm; standard
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【醫】 electrode; rheophore
标準電極(Standard Electrode)是電化學系統中用于測量電勢差的基準參照物。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,标準氫電極(SHE)是最基礎的參考電極,其電勢在25°C、1個标準大氣壓和1 mol/L氫離子濃度下被規定為0伏特。該電極由鉑片、氫氣氣泡和酸性溶液(如1M HCl)組成,通過可逆的氫氧化還原反應(2H⁺ + 2e⁻ ⇌ H₂)建立穩定電勢界面。
在工業與科研領域,标準電極的核心作用體現在兩方面:一是為其他電極(如甘汞電極、銀/氯化銀電極)提供校準基準;二是通過标準電極電勢表(Standard Reduction Potentials Table)量化物質的氧化還原能力,這對電池設計、金屬腐蝕研究和電化學傳感器開發具有指導意義。例如鉛酸電池的1.2V工作電壓,正是基于标準電極體系計算得出的電勢差。
标準電極的建立遵循嚴格規範,需滿足美國國家标準與技術研究院(NIST)認證的溫度控制裝置和純氫氣供給系統。其标準化過程涉及能斯特方程(Nernst Equation)的數學建模: $$ E = E^0 - frac{RT}{nF}ln Q $$ 其中$E^0$即為标準電極電勢,R為氣體常數,T為絕對溫度,n為電子轉移數,F為法拉第常數,Q為反應商。這一公式奠定了所有電極電勢測量的理論基礎。
标準電極是電化學中用于測量其他電極電位的基準參考系統,其定義和特性可綜合如下:
标準電極是指在标準條件下(通常為25℃/298.15K、溶液離子活度1mol/L、氣體分壓100kPa),以标準氫電極(SHE)為參比基準(其電位被定義為0V)的電極體系。通過測量該電極與SHE之間的電勢差,可得到标準電極電位(記為$E^circ$),用于判斷物質的氧化還原能力。
除标準氫電極外,常用的标準電極還包括:
注:标準電極的具體參數可能因實驗條件(如溫度)而調整,實際使用需參考國際純化學與應用化學聯合會(IUPAC)的最新标準。更多細節可查閱電化學教材或專業文獻。
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