最全最实用的电极电势表新年快到了想写一篇化学方面的文章作为总结吧但是要查很多资料事情也多拖到现在。其实这个电极电势标准电极电势表我读化学的时候就比较感兴趣因为可以用它来判断元素和化合物在标准状况下氧化性还原性的强弱当时有些地方是不懂的比如gs都是什么意思那个氟的标准电极电势是怎么来的老师没有多讲只是让我们记住常用的氧化剂还原剂的电极电势数值就行了。电极电势表许多化学书包括网上有很多的当然数据来源不同数值有差别也是正常的不能说谁对谁错。我自己动手做个电极电势表我的目的是实用元素周期表118个元素化合物更是成千上万我们不可能一个一个去记住知道常见的即可有些数据化学家那里也是没有的。另外既然标题有这个最字就要满足学生以及化学爱好者的愿望比如目前最强的氧化剂是什么最强的还原剂是什么最实用的氧化剂是什么等等对于有异议的给予说明。我列出的电极电势表将去除不常用的氧化剂和还原剂对于零度以下不能存在的不在列出比如二氟化二氧虽然它在零下100度就有极强的氧化能力如：在零下100度将钚迅速氧化到6价而氟三氟化氯常温甚至加热也不能将钚氧化到6价氟只能将钚氧化到4价6价需要700摄氏度用强紫外线照射才能发生反应将氙氧化到6价氟需要加压加热。但它在零下95度就会显著分解零下57度迅速分解完。大家只要知道它即使在极低温下氧化性也比氟强即可关于自由基只列出羟基自由基OH-其他象OFXeFKrF自由基这些都属于很少见瞬间存在的东西这几个自由基的氧化性以KrF 最强XeF最弱我看到有些化学书籍上说XeF自由基的电极电势数值为3.4这个数值应该是估计值XeF在普通条件下是不存在的只是在加热或者强光照射合成二氟化氙四氟化氙六氟化氙的时候瞬间存在。羟基自由基这个是常见的自由基水溶液里就有。如果把XeF列上那么氦离子也可以列上。大家知道α粒子实际就是氦原子失去两个电子的原子核就是He2在做物理实 验大气层的电离层都常常碰到它不算是罕见的吧。He2可不得了它的电极电势观测数值约9V什么氟氧氯溴在它面前都是不堪一击它可以把任何一种元素电离氧化。可以认为α粒子He2是自然界存在的氧化性最强的物质。当然人工造出来的不算你用电流把氟原子的电子剥光它肯定比氦离子强把氯原子的电子剥光则它又比氟强。大家去看看那个氦合氢离子的解释就知道了有多么变态那是氦原子核夺走了氢的电子但还差一个电子也就是HeH.当然普通情况下氦离子是不存在的只有在实验室和电离层中才出现。待续. 关于四分子氧O4这个属于有异议的东西另外普通条件下它也是不存在的。它的氧化性到底有多强还是等化学家研究清楚再说我也没有查到相关资料对于氧元素大家掌握氧气和臭氧即可。对于金属和非金属的高价氟化物我只列出具有代表性的不要问我什么六氟化铬三氟化银三氟化铜什么的太多了。大家只要知道高价金属非金属氟化物都具有很强的氧化性是强氧化剂和氟化剂。我会列出六氟化铂三氟化钴的推算数值对于卤族元素互化物列出大家问的多的三氟化氯另外考试题中出现了三氟化溴。大家了解互化物的氧化性活泼性介于组成互化物的两个元素之间。关于放射性元素卤族元素的砹At的化合物也有较强的氧化性由于有放射性不在列出其电极电势数值不高于1.6锕系元素的镅锔有不稳定的4价Am镅4/3电极电势数值约2.3有的书中为2.62强于臭氧和高铁酸盐有极强的氧化性而Cm锔4/3的电极电势数值观测估计值约3.2比氟还强。4价的锔只能在固体中存在。由于它们均有放射性没有实际用处不在列出。镧系元素中镨Pr钕钕Nd铽Tb镝Dy存在很不稳定的4价均为极强的氧化剂Pr4/Pr3电极电势数值约2.9新数据为3.2与氟相当或者略强Nd4/Nd3约5.0实验观测数值Tb4/Tb3约3.1Dy4/Dy3约5.2实
验观测数值。象锕系的4价锔镧系的4价镨4价的铽等可以通过氟或者二氟化氪等在特殊条件下氧化得到。并且需要特殊的络合剂来降低其电极电势比如用磷钨酸硼钨酸硅钨酸盐在氟或者强氟化剂作用下制取了4价的化合物。它们只能以复盐的形式存在且为固态不能直接和氟构成。如：七氟钕三铯Cs3NdF7其中钕为4价。它们的存在形式为复盐且在络合作用下虽然还为4价但已经失去了原来极强的氧化性所以不在列出。可以理解成理论上它们的4价氧化性极强比氟还强但不能以正常方式稳定存在没有实际意义。这里说明一下化学中的络合反应是很常见也是很有用的。它可以形成正常途径不能合成的化合物反应产生的络合物也叫配合物。例如：硫氰化铁FeSCN3硫酸铜铵CuNH34SO4等。中学阶段典型的络合反应就是王水和黄金的反应: AuHNO34HClHAuCl4NO↑2H2O 反应的产物氯金酸HAuCl4就是络合物也可以叫配合物。这个反应的原理想必大家都知道了。单一的硝酸盐酸是不和金铂反应的。可是酸性条件下的硝酸根离子NO3-是一种很强的氧化剂它可以溶解极微量的金Au而盐酸提供的氯离子Cl-则可以与溶液中的金离子Au3发生络合反应形成四氯合金离子AuCl4-铂是生成了六氯合铂离子对应氯铂酸使金离子在氯离子的配位作用下减少降低了金离子的电势反应平衡移动这样金原子就可以进一步被溶解了。其实硝酸根的氧化性并没有增加只是盐酸提供的氯离子增强了金、铂等金属原子的还原性。同样铜和热浓盐酸缓慢反应稀盐酸不行也是典型的络合反应: 2Cu4HCl热浓2HCuCl2H2↑ 2HCuCl2也是一个典型的络合物。这个反应的关键是溶液中要有足够的氯离子而氯离子有络合作用浓度越大络合作用越强。在氯离子的络合作用下铜的电极电势变小了小于了氢自然被盐酸中的氢离子氧化了。络合反应中学阶段不要求掌握否则会和一些中学教科书上的观点发生冲突。这样得到的电极电
势数据仍然是比较传统的但很有实际意义很有用处的关于电极电势和标准电极电势的说明它们的定义原来我就不多说了化学教材以及网上都有。我这里只是补充一下: 1.标准电极电势都是在298K25摄氏度组成电极的离子在水溶液中浓度为1摩尔/升气体压力为1个大气压即约100KPa。简单的说标准电极电势是在25摄氏度离子浓度为1摩尔/升一个标准大气压的环境下测出来的不符合这个定义的都不算标准电极电势。其符号是：这个符号我在电脑上打不出来就截图吧。例如在标准环境下实验室中用电位表测得标准氢电极和标准锌电极组成的原电池电动势为:0.7628伏特V则Zn2/Zn电对的标准电极电势为: 请大家原谅我的懒惰这些符号在电脑上打出来太痛苦了. 2.对于某些和水明显反应
的物质不能直接测量要通过热力学数据间接来计算标准电极电势比如钾钙钠还有氟它们的电极电势严格来说都不是标准电极电势都是间接计算出来的而不是在实验室测出来的。3.计算电极电势标准电极电势通常用的是氢电极除非有说明。标准电极电势是相对值是该电极同氢电极之间的电动势而不是该电极与其溶液间电位差的绝对值。4.标准电极电势随温度变化但变化不是很明显因而象一些在20度甚至零度得到的电极电势也可以算是标准电极电势吧但温度也不能相差过大。比如二氟化二氧在零下100度参与反应实验观察估算值在3V以上明显强于氟和三氟化氯但零下100
度和摄氏25度相差遥远因而这个数值只能是非标准电极电势。同样在加上光照加热高温条件下得到的电位数值也不是标准电极电势。5.标准电极电势受溶液离子浓度影响很大比如稀硫酸中6价的硫的标准电极电势为0.17但浓硫酸其电极电势观测数
值甚至能达到1.2V所以浓硫酸可以氧化氢碘酸氢溴酸稀硫酸却不行。稀硝酸标准电极电势约0.96浓硝酸电极电势数值可以达到约1.3所以稀硝酸只能氧化氢碘酸不能氧
化氢溴酸而浓硝酸可以氧化氢溴酸甚至能将碘氧化成碘酸。但不能氧化盐酸。硒酸中6价的硒标准电极电势约1.15当硒酸的浓度超过50的时候其电极电势实验观察数值已经超过1.3和氯/氯离子的标准电极电势1.358基本相当所以可以和浓盐酸反应将氯离子氧化成当浓度达到99的时候硒酸的观测电极电势约1.45所以硒酸越浓和盐酸反应的越快70以上浓度的浓硒酸在加热到170度的时候甚至可以将金氧化生成硒酸金这时候其观测电位已经超过了1.5浓度更大的甚至接近1.6V超过了Au3/Au的电极电势1.50自然将金氧化。这和王水氧化金铂的原理是不同的。6.电极电势受酸碱浓度影响较大许多氧化剂还原剂在酸性中性碱性强酸性弱酸性环境下测得的电极电势数值是不同的。如：臭氧在酸性环境中性环境下标准电极电势为2.076V在碱性环境下则为1.24V差别较大再如：重铬酸钾铬酸根在酸性环境下其电极电势数值为1.33这是在强酸常用稀硫酸环境中测试的把硫酸换成醋酸经过测试计算其电极电势降低到了约0.9。象重铬酸钾这样的氧化剂在酸性环境中使用酸性越强氧化性越强。羟基自由基
7.如果反应生成了沉淀物则对电极电势也有较大影响例如：银离子/银Ag/Ag其标准电极电势约0.799 当银离子碰到氯离子则会产生氯化银沉淀这时候银离子的电极电势发生了变化实验测算数值为0.221V明显变小了银离子和溴离子结合产生的溴化银溶解度更小于是测算出来的电极电势数值也更小为0.071和氢的电极电势差不多至于和碘离子结合产生的碘化银沉淀银离子的电极电势数值甚至变成了负数为
-0.152 也就是说如果反应产生了沉淀物沉淀物溶解度约小则该离子的电极电势越
小氧化性越弱还原性越强8.溶液中有络合物配合物生成时其电极电势也有明显变化。如那个钴大家知道3价钴有强氧化性在酸性环境中标准i电极电势Co3/Co2约1.83可是当它和氨水生成络合物其标准电极电势迅速降低到0.058和CO化合成的络合物Co3的电极电势更是变成了负数约-0.4 大家在应用电极电势来做题的时候要注意: 1.查表得到的数值是标准电极电势数值极个别不是如果在非标准情况下比较氧化剂还原剂的强弱需要用奈斯特有的书翻译成能斯特方程来计算中学阶段不要求掌握。如：铬酸根由于酸碱度的变化电极电势数值也发生变化从1.33V降低到0.92V就可以通过奈斯特方程计算。2.通过比较标准电极电势只能判断氧化还原反应能否进行但反应速度快慢甚至有时候是否能反应并不与标准电极电势一致如：高溴酸根的电极电势数值为1.76VBrO4-/BrO3-如果根据此来判断象臭氧过硫酸盐2银离子均能将溴酸根氧化到高溴酸根可实际上反应不能进行这就要考虑热力学动力学的原因。再如过硫酸根标准电极电势为2.01V高锰酸根为1.51V判断过硫酸根可以将二价锰氧化成高锰酸根可实际上反应不明显速度很慢需要加银离子作为催化剂。这也是热力学动力学的原因。3.某些含氧的化合物如高锰酸钾重铬酸钾砷酸等参与氧化还原反应不但要看电极电势还要考虑酸度的问题。如：砷酸氧化碘离子的反应中砷酸/亚砷酸电极电势为0.56碘/碘离子0.535反应可以进行。当环境中酸度也就是氢离子的浓度明显变小的时候碘/碘离子的电极电势变化很小而砷酸/亚砷酸则变化较大如将氢离子浓度变为10的-8次方摩尔/升则电势迅速降低到0.088小于0.535反应反而向相反反向进行就是碘离子反而能将亚砷酸氧
化成砷酸。好了絮絮叨叨的说了这么多注意的差不多说完了下面大家等我把制作的电极电势表发上来吧.等待中
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