電極電勢英文解釋翻譯、電極電勢的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 electrode potential

分詞翻譯：

電極的英語翻譯：

electrode; pole
【化】 electrode; pole
【醫】 electrode; rheophore

電勢的英語翻譯：

【化】 electric potential
【醫】 potential

專業解析

電極電勢（Electrode Potential）是電化學的核心概念，指在特定條件下，電極與其接觸的電解質溶液之間形成的雙電層界面的電勢差。它反映了電極材料發生氧化還原反應的傾向性，是判斷電化學反應方向與平衡狀态的關鍵物理量。以下從定義、測量、影響因素及應用角度詳細解釋：

一、術語定義與物理意義

漢英對照釋義
- 電極（Electrode）：電子導體與離子導體的界面，如金屬/溶液體系。
- 電勢（Potential）：描述電荷在電場中能量狀态的标量，單位為伏特（V）。
- 電極電勢：電極與溶液界面的相對電勢差（$Delta phi$），英文為Electrode Potential 或Galvanic Potential。
熱力學本質
電極電勢由電極反應的吉布斯自由能變化（$Delta G$）決定，遵循能斯特方程（Nernst Equation）：

$$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q $$

其中 $E^circ$ 為标準電極電勢，$Q$ 為反應商，$R$ 為氣體常數，$T$ 為溫度，$n$ 為轉移電子數，$F$ 為法拉第常數。

二、測量方法與标準體系

參比電極法
電極電勢無法直接測量絕對值，需通過參比電極（如飽和甘汞電極 SCE、銀/氯化銀電極 Ag/AgCl）構成原電池，測量電動勢（EMF）推算。例如：

$$E{text{cell}} = E{text{工作電極}} - E_{text{參比電極}}$$
标準氫電極（SHE）基準
國際公認的零電勢基準是标準氫電極（$2H^+ + 2e^- rightarrow H_2$，$E^circ = 0 text{ V}$），所有電極電勢均相對于 SHE 定義。

三、影響電極電勢的關鍵因素

物質本性
電極材料與反應物質的氧化還原能力決定 $E^circ$ 值。例如：$E^circ{ce{Cu^{2+}/Cu}} = +0.34 text{ V}$，$E^circ{ce{Zn^{2+}/Zn}} = -0.76 text{ V}$（數據來源：IUPAC 電化學數據庫）。
濃度與溫度
根據能斯特方程，離子濃度升高使還原态電勢正移（如 $ce{Cu^{2+}}$ 濃度增加，$E_{ce{Cu}}$ 增大）；溫度升高通常增大反應驅動力。
界面雙電層結構
電極表面吸附、溶劑化層變化等界面效應可能引起電勢漂移（如電催化中的過電勢）。

四、核心應用領域

電池與儲能
锂離子電池正負極電勢差決定輸出電壓（如 $ce{LiCoO2}$ 正極 $E approx 4 text{ V vs. Li/Li^+}$）。
腐蝕科學與防護
金屬電極電勢越負（如鎂 $E^circ = -2.37 text{ V}$），腐蝕傾向越大；陰極保護技術通過電勢調控抑制腐蝕。
電化學分析與合成
循環伏安法（CV）通過電勢掃描測定反應機理；電解工業中控制電勢實現選擇性氧化/還原（如氯堿工藝）。

權威參考文獻

IUPAC 定義标準
Electrode Potential - IUPAC Gold Book

經典教材
Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (Wiley, 2001).

測量技術規範
ASTM G3-14 Standard Practice for Conventions Applicable to Electrochemical Measurements in Corrosion Testing.

網絡擴展解釋

電極電勢是電化學中的核心概念，用于衡量物質在氧化還原反應中得失電子的傾向性。以下是詳細解釋：

基本定義
電極電勢指某電極與标準氫電極（參比電極）之間的電勢差，用符號 ( E ) 表示，單位為伏特（V）。标準電極電勢（( E^circ )）是指在标準條件（25°C、1 atm、溶液濃度為1 mol/L）下的電勢值。例如，銅的标準電極電勢為+0.34 V，鋅為-0.76 V，表明銅比鋅更容易被還原。
物理意義
- 正值越大，物質的氧化能力（得電子能力）越強，如 ( E^circ(text{Cl}_2/text{Cl}^-) = +1.36 , text{V} ) 表示氯氣易被還原為Cl⁻。
- 負值越大，物質的還原能力（失電子能力）越強，如金屬鈉的 ( E^circ = -2.71 , text{V} )，說明其易被氧化。
影響因素
電極電勢受溫度、濃度和物質本性影響，可通過能斯特方程量化： $$ E = E^circ - frac{RT}{nF} ln Q $$ 其中 ( R ) 為氣體常數，( T ) 為溫度，( n ) 為轉移電子數，( F ) 為法拉第常數，( Q ) 為反應商。例如，酸性增強時，( text{MnO}_4^- ) 的氧化能力顯著提升。
應用場景
- 電池設計：通過兩電極電勢差計算電動勢（( E{text{cell}} = E{text{陰極}} - E_{text{陽極}} )），如鋅銅電池電動勢為+1.10 V。
- 反應方向預測：若總電動勢 ( E_{text{cell}} > 0 )，反應自發進行。
- 金屬腐蝕防護：鐵（( E^circ = -0.44 , text{V} )）在潮濕環境中易被氧化，鍍鋅可延緩腐蝕。
擴展說明
标準氫電極（SHE）是測量的基準，定義其電勢為0 V。實際實驗中常使用更穩定的參比電極（如甘汞電極），并通過換算得到相對于SHE的值。