電勢序英文解釋翻譯、電勢序的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 galvanic series
分詞翻譯:
電勢的英語翻譯:
【化】 electric potential
【醫】 potential
序的英語翻譯:
foreword; initial; order; preface; prolegomenon; sequence
專業解析
電勢序(Electrochemical Series),又稱電動序或标準電極電位序,是化學和電化學中的一個核心概念。它按照金屬(及部分非金屬)在标準條件下(298K,1mol/L離子濃度)失去電子形成陽離子的傾向(即氧化能力),或其離子獲得電子還原為單質的傾向(即還原能力)的大小順序進行排列。該順序以标準氫電極(SHE)的電極電位(定義為0V)作為基準進行測定。
1. 核心定義與排序依據
- 本質:電勢序反映了不同物質在标準狀态下發生氧化還原反應的趨勢強弱。
- 基準:以标準氫電極($2H^+{(aq)} + 2e^- rightleftharpoons H{2(g)}$)的電極電位 $E^circ = 0.000 , text{V}$ 作為零點。
- 測量:通過測量特定電極(如 $Zn^{2+}/Zn$)與标準氫電極構成的原電池的電動勢(EMF)來确定該電極的标準電極電位($E^circ$)。
- 排序規則:電極電位 $E^circ$ 值越負(如锂 $Li^+/Li$,$E^circ = -3.04 , text{V}$),表示該物質越容易失去電子(還原态是強還原劑,氧化态是弱氧化劑);電極電位 $E^circ$ 值越正(如金 $Au^{3+}/Au$,$E^circ = +1.50 , text{V}$),表示該物質越難失去電子,其離子越容易獲得電子(還原态是弱還原劑,氧化态是強氧化劑)。
2. 典型序列示例(部分)
以下是一個簡化的電勢序片段(從強還原劑到弱還原劑排列):
- 锂 (Li) / $Li^+$ ($E^circ approx -3.04 , text{V}$)
- 鉀 (K) / $K^+$ ($E^circ approx -2.92 , text{V}$)
- 鈉 (Na) / $Na^+$ ($E^circ approx -2.71 , text{V}$)
- 鎂 (Mg) / $Mg^{2+}$ ($E^circ approx -2.37 , text{V}$)
- 鋁 (Al) / $Al^{3+}$ ($E^circ approx -1.66 , text{V}$)
- 鋅 (Zn) / $Zn^{2+}$ ($E^circ approx -0.76 , text{V}$)
- 鐵 (Fe) / $Fe^{2+}$ ($E^circ approx -0.44 , text{V}$)
- 氫 (H) / $H^+$ ($E^circ = 0.00 , text{V}$)
- 銅 (Cu) / $Cu^{2+}$ ($E^circ approx +0.34 , text{V}$)
- 銀 (Ag) / $Ag^+$ ($E^circ approx +0.80 , text{V}$)
- 金 (Au) / $Au^{3+}$ ($E^circ approx +1.50 , text{V}$)
3. 核心應用
- 預測反應自發性:在電勢序中,位置較高的金屬($E^circ$ 更負)能夠自發地将其位置較低的金屬離子($E^circ$ 更正)從溶液中置換出來(例如:$Zn + Cu^{2+} rightarrow Zn^{2+} + Cu$)。位置在氫之上的金屬能從稀酸中置換出氫氣(例如:$Zn + 2H^+ rightarrow Zn^{2+} + H_2$),而位置在氫之下的金屬則不能。
- 理解金屬腐蝕:電勢序解釋了為什麼某些金屬(如鐵)在潮濕空氣中容易腐蝕(被氧化),而其他金屬(如金)則非常穩定。當兩種不同的金屬在電解質中接觸時,電勢序位置更負的金屬會作為陽極優先腐蝕(電偶腐蝕)。
- 原電池設計:電勢序是設計原電池(如幹電池、鉛酸電池)的基礎。通常選擇電勢序中位置相距較遠的兩種金屬(或金屬與導電化合物)作為電極,以獲得較高的電動勢。負極(陽極)是 $E^circ$ 更負的物質,發生氧化反應;正極(陰極)是 $E^circ$ 更正的物質,發生還原反應。
- 電解過程:在電解池中,電勢序有助于預測離子在電極上放電的優先順序。陰極上,$E^circ$ 更正的離子優先還原;陽極上,$E^circ$ 更負的離子優先氧化(需考慮過電位等因素)。
4. 術語說明
- 電勢序 (Diànshì Xù):中文标準術語。
- Electrochemical Series:英文标準術語,強調其電化學基礎。
- Electromotive Series (EMF Series):英文同義術語,強調其基于電動勢測量。
- Activity Series:英文同義術語,強調物質的化學活性(反應性)。
權威參考來源:
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). Definition: Electrochemical Series (需訪問IUPAC官網确認鍊接有效性)。
- Atkins, P., & de Paula, J. Physical Chemistry (多版次經典物理化學教材,均包含詳細電極電位與電勢序論述)。
- 周公度, 段連運. 《結構化學基礎》. 北京大學出版社 (國内經典教材,涵蓋電極電位基礎)。
- Bard, A. J., Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. Wiley (電化學領域權威專著,深入闡述電極電位測量與應用)。
網絡擴展解釋
根據搜索結果和相關概念,"電勢序"這一表述在學術領域并不常見。結合上下文分析,可能指向以下兩種理解:
一、電勢的基本定義(核心解釋)
電勢(電位)是描述電場能量特性的物理量,定義為單位正電荷在某點具有的電勢能與該電荷量的比值。其數學表達式為:
$$
φ = frac{E_p}{q}
$$
其中φ表示電勢,Eₚ為電荷q在該點的電勢能。電勢的零點通常取無限遠處或地球表面。
二、可能的延伸理解
若指電極電勢序(常見名稱為标準電極電勢表),則是不同物質在标準條件下的氧化還原能力排序。例如金屬活動性順序表中,電勢越正的物質(如Au³⁺/Au)氧化性越強,電勢越負的(如Li⁺/Li)還原性越強。
三、特殊場景中的電勢次序
在電機工程中,存在導體→線圈→線圈組→每相繞組的電勢生成次序描述。例如四極同步電機中,導體感應電勢頻率公式為:
$$
f = frac{pn}{120}
$$
其中p為磁極數,n為轉速(r/min)。當f=50Hz時,四極電機的轉速應為1500r/min。
建議
如需具體電極電勢數據,可查閱标準電極電勢表;若涉及電機設計,需結合電磁感應原理進一步分析。
分類
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