
【化】 electromotive series
電動序(Electrochemical Series),又稱電化序或電勢序,是電化學領域的重要概念,指金屬及其他物質按照其标準電極電勢(相對于标準氫電極)從高到低(或從正到負)順序排列的序列。該序列直觀反映了物質在溶液中失去電子(被氧化)或獲得電子(被還原)的傾向性。
電極電勢排序
電動序的核心依據是标準電極電勢(E°)。标準電極電勢值越正(如金 Au³⁺/Au 為 +1.50 V),物質的氧化态越難被還原(還原傾向弱),而其還原态越易被氧化;反之,電勢越負(如锂 Li⁺/Li 為 -3.04 V),還原态越易失去電子(氧化傾向強),氧化态越難被還原。
來源:《英漢電化學詞典》(科學出版社)
反應傾向性預測
序列中位置較高的金屬(電勢較正)可自發置換位置較低的金屬(電勢較負)的離子。例如:銅(Cu²⁺/Cu: +0.34 V)可置換銀離子(Ag⁺/Ag: +0.80 V),因銅的還原性更強。
來源:IUPAC《電化學術語》第3版(國際純粹與應用化學聯合會)
腐蝕與防護基礎
電動序解釋了金屬腐蝕原理:電勢較負的金屬(如鐵)在電解質中易作為陽極被腐蝕,而電勢較正的金屬(如鍍鉻層)則作為陰極受保護。陰極保護技術即基于此原理設計。
來源:《腐蝕電化學原理》(化學工業出版社)
電池與電解應用
在電池中,電勢差越大的兩種金屬組合(如鋅-銅),理論上可提供更高電壓;電解時,陰極優先析出電勢較正的金屬離子。
來源:《物理化學》(傅獻彩等編著,高等教育出版社)
中文定義:
“電動序是物質按标準電極電勢大小排列的順序,用于判斷氧化還原反應的方向和限度。”
——《中國大百科全書·化學卷》
英文定義:
“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)
物質(還原态/氧化态) | 标準電極電勢 (E° / V) |
---|---|
K⁺/K | -2.93 |
Zn²⁺/Zn | -0.76 |
Fe²⁺/Fe | -0.44 |
H⁺/H₂ | 0.00 (基準) |
Cu²⁺/Cu | +0.34 |
Ag⁺/Ag | +0.80 |
Au³⁺/Au | +1.50 |
注:實際應用中需注意濃度、溫度及超電勢等因素對反應的影響。
電動序是電化學中的一個重要概念,其定義和核心内容如下:
電動序指将不同金屬的标準電極電位(( E^0 ))按數值從小到大排列形成的序列。它也被稱為電動勢序列或元素電化序。
排列依據
以金屬在标準條件(25°C、1mol/L離子濃度)下的電極電位為基準。例如,氫電極的标準電位被定義為0V,其他金屬與之比較得出相對值。
反應方向性
序列中位置越靠前的金屬(如锂、鉀),還原性越強,易失去電子發生氧化反應(陽極反應);位置靠後的金屬(如金、鉑),氧化性越強,易獲得電子發生還原反應(陰極反應)。
應用場景
常用于預測金屬的腐蝕傾向、電池中電極材料的活性差異,以及金屬置換反應的可能性。例如,鐵在電動序中位于氫之上,因此易在酸性環境中被腐蝕。
如需進一步了解具體金屬的電位值或實際應用案例,可參考電化學教材或标準電位表。
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