但是我们经常使用的电极电位值并不是这种电位差的绝对值 , 因为这种绝对值现在还没有足够可靠的实验方法来进行测定 。 但其和对值却可以用比较的方法准确地测定出来 。 我们经常使用的电极电位值 , 实际上就是这种准确测定出来的相对电位值 。
因此对于电极电位可以这样定义:某电极与标准氢电极组成一特殊的原电池 , 其中标准氢电极规定为负极 , 所测得的这种原电池的电动势就称为该电极的电极电位 , 或称为氢标准电极电位 , 用符号Φ表示 。
上面所说的原电池电动势 , 指的是原电池升路时(无电流通过时)两个电极间的电位差:E=Φ+-Φ-
式中:E为原电池的电动势(V),Φ+为正极的电极电(V) , Φ-为负极的电极电位(V) 。
由于人为地规定了标准氢电极的电极电位为零 , 所纵实际侧得的电动势 , 就等于该电极的电极电位 。
四、平衡电位和非平衡电位
没有电流通过时 , 可逆电极所具有的电极电位叫做平衡电极电位 , 简称平衡电位 , 也叫可逆电位 。 平衡电位与温度和溶液中物质的有效浓度(活度)等因素有关 , 其数值不但可以通过实验测定出来 , 而且也可以用能斯特方程式进行计算:
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式中:Φ平为平衡电位 , Φ 。 为标准电极电位 , R为气体常数 , 等于8.313J/℃;T为绝对温度;Z为参加电极反应的电子数 , F为法拉第常数 , a氧化态为氧化态物质的平均活度 , a还原态为还原态物质的平均活度 。
对于纯金属 , a还原态=1 因此能斯特方程式可简化为;
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式中:a为金属离子的平均活度 。
不可逆电极在没有电流通过时所具有的电极电位称为非平衡电位 , 也叫做不可逆电位 。
非平衡电位一般随着电极过程的进行而变化 , 如果最后达到一个完全稳定的数值 , 则该非平衡电位叫做稳定位 , 否则 , 就叫做非稳定电位 。 非平衡电位不能用能斯特方程式进行计算 , 只能用实验的方法进行测定 。
某些金属在级化钠溶液中的非平衡电位 , 如表1一2一7所列 。
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五、标准电极电位和电化序
电极反应中反应物和产物的活度(或气体分几)均等于1时的平衡电位 , 叫做标准电极电位 。 从能斯特方程式中可以看出 , 若a氧化态和a还原态均等于1 , 则Φ平=Φ 。 因此 , Φ 。 就是标准电极电位 。
将各种电极反应的标准电极电位按照其代数值增大的顺序排列起来 。 就叫做电化序 。
表中位于氢以卜的金属 , 通常称为负电性金属 , 它们的标准电极电位为负值:位于氢以下的金属则称为正电性金属 , 它们的标准电极电位为正值 。 从电化序可以判断金属的氧化或还原的能力 。 对ink">电镀来说 , 电位越正的金属 , 如金、银、铜等 , 越容易在阴极上还原析出 , 而电位越负的金属 , 如铝、镁、钛等 , 则不容易被镀出来 。