
【化】 reversible electrode potential
可逆電極電勢(Reversible Electrode Potential)是電化學領域的核心概念,指電極在熱力學平衡狀态下且無淨電流通過時表現出的電勢值。該電勢反映了氧化還原反應的可逆特性,其數值由電極材料、溶液濃度和溫度共同決定。
根據電化學體系分類,可逆電極主要包含三種類型:
金屬-離子電極:如Cu²⁺/Cu體系,其電勢遵循能斯特方程:
$$ E = E^ominus + frac{RT}{nF}lnfrac{a{oxidized}}{a{reduced}} $$
公式中E°為标準電極電勢,R為氣體常數,T為絕對溫度(來源:Bard, A.J., Faulkner, L.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications)
氣體電極:以氫電極為典型代表,其标準電極電勢被國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義為0 V,作為參比基準(來源:IUPAC Technical Report, Pure and Applied Chemistry)
氧化還原電極:如Fe³⁺/Fe²⁺體系,這類電極不涉及金屬相變,僅通過溶液中離子間的電子轉移建立電勢(來源:Gileadi, E. Physical Electrochemistry: Fundamentals, Techniques, and Applications)
在工程實踐中,可逆電極電勢的精确測量對燃料電池效率優化和金屬腐蝕防護技術開發具有指導價值。國際标準化組織(ISO)制定的ASTM G5标準明确規定了相關測量規範(來源:American Society for Testing and Materials)。
可逆電極電勢是電化學中的一個核心概念,指電極在可逆反應條件下達到熱力學平衡時的電勢值。以下為詳細解釋:
可逆電極電勢是電極表面與溶液之間的電勢差,僅存在于可逆電極反應中。此時電極反應正逆方向速率相等,系統處于動态平衡,且無外電流通過(即電流密度趨近于零)。該電勢值由電極材料和溶液中的離子濃度決定,符合熱力學平衡條件。
可逆電極電勢可通過能斯特方程計算: $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q $$ 其中,$E^circ$為标準電極電勢(25℃、離子活度為1時的電勢值),$Q$為反應商。例如,标準氫電極(SHE)的$E^circ$被定義為0 V,其他電極電勢均以此為基準測量。
不可逆電極在反應中會産生不可逆産物(如氣體析出或副反應),導緻電勢隨時間變化,而可逆電極電勢穩定且可重複測量。
總結來看,可逆電極電勢是理想化的熱力學概念,盡管實際應用中難以完全實現,但它為電化學分析、電池設計及腐蝕防護等領域提供了關鍵的理論基礎。
表面拉床避頭尾字符草酰乙酸二甲酯瓷托托牙湊熱鬧單方面的低于正常的對應科目反滲透酚性化合物浮動地弗裡德曼氏療法汞煙塵檢修期經濟狀态機器推理系統孔耦合連二磷酸鈣鍊式訪問連續砂處理廠美國材料試驗學會技術規範派任情深的氫氧根散列函數可解性生酮飲食聲源強度十五碳烯二羧酸水蒸汽蒸溜違憲