R08 浓度与电极电势

当以标准氢电极为参照物时，测得半反应的标准电极电势以V为单位表示。对于标准氢电极:

25°C下， = 0 V，氢的分压为1 atm(101.3 kPa)，H⁺浓度为1mol·L^-1(即pH = 0)。

温度、气体分压(若试剂为气体)以及半反应式中有关试剂浓度都对半反应的电势产生影响。

德国化学家与物理学家能斯特第一个发现了这些因素之间的关系。1920年，由于他对热力学和电解质溶液研究的贡献，能斯特获得诺贝尔奖。

能斯特指出:

log_e 10，ln转换为lg的换算因子为2.3。

酸性溶液中， 还原为Mn²⁺ 的反应可以清楚地说明浓度对所测电极电势的影响。该反应可以用以下方程式表示:

锰的氧化数从 中的+VII 变为 Mn²⁺ 中的 +II，由此看出，这是一个5电子还原反应。该反应的商

不要将符号Qc与反应在平衡下测得的平衡常数相混淆。反应商仅仅对应反应中某时刻的浓度，体系不一定处于平衡状态。

对于溶剂水，公式中其浓度因子可以忽略，因为它的取值可以为 1(见 DIDAC-2 中化学平衡模块)。

因此，25°C下:

如果已知相关浓度，则25°C下的E值就可以由公式计算出来。 由以上公式可以看出，E值与氢离子浓度有关，即与溶液的酸度有关。当氢离子浓度增大，即pH降低时，E 值变得更正，还原剂的氧化强度增大。

注释：

对一个pH相关的还原剂，低[H⁺]或高[OH^-]使还原能力增强(E值更负)。