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1、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g,s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，我的口的是实用，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
2、，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LI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 度将钎迅速氧化到+6价，而氟，三氟化氯常温，甚至加热也不能将杯氧化到+6价氟只 能将环氧化到+4价，+6价需要700摄氏度，用强紫外线照射才能发生反应;将氤氧化 到+6价，氟需要加压加热。但它在零下93度就会显著分解，零下5
3、7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，只列出疑基自由基OH-,其他象OF, XeF, KrF自山基，这些都属于 很少 见，瞬间存在的东西，这儿个自山基的氧化性以KrF最强，XeF最弱，我看到 有些化 学书籍上说XeF自山基的电极电势数值为3. 4,这个数值应该是佔汁值，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氤，四氟化极强的氧化性;而Cm(锅)4+/3+的电极电势数值(观测佔计值)约3. 2,比氟还强。+4价的锅只能在固体中存 在。 111 于它们均有放射性，没有实际用处，不在列出。精系元素中错(Pr),钦，枚(Nd)，絨(Tb),
4、锚(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. 1;Dy4+/Dy3+，约5. 2(实验观测数值)。象钢系的+4价锅，錮系的+4价错，+4价 的絨 等，可以通过氟或者二氟化氮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，比如用磷磚酸，硼钩酸，硅磚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:七氟敎三 艳(Cs3NdF7),其中敎为+4价。它们的存在
5、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:硫氤化铁Fe(SCN)3,硫酸铜 镀Cu(NH3)4S04等。中学阶段典型的络合反应就是王水和黃金的反应：Au+HN03+4HCl 二 HAuC14+N0?+2H20反应的产物氯金酸HAuC14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，钮反
6、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(C1-)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(AuC14-) (W是生成了六氯合釦离子，对应氯钮酸)，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、钳等金属原 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：2Cu+4HCl （热浓）=2HCuC12+H2?2HCuC12也是一个典型的络合物。这个反
7、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 298K （ 25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1 OOKPao简单的说标准电极电势是在23 摄氏度，离
8、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：07628伏特（V）,则Zn2+/Zn电对的标准电极电势为：片a 令E二淀撫卩负极二叫(K7628V = 0-祠人加加加=-0.762 HV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，都是间接计算岀
9、来的，而不是在实验室测岀来的。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
10、影响很大，比如稀硫酸中+6价的硫的标准电极电 势为017,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，氢澳酸，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，不能氧化氢漠酸，而浓硝酸可以氧化氢漠酸，其 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 1.338基本相当，所以可以和浓盐酸反应，将氯离子氧化成氯气，当浓度达到 99%的时候，硒酸的观测电极电势约1 .45, 所以硒
11、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，其至可以将金氧化，生成硒酸金，这时候其观 测电位已经超过了 15,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。这和王水氧化金钳的原理是不同的。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。女口: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:重辂酸钾，辂酸根在酸性环境下，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
12、醋酸，经过测试讣算，其电极电势降低到了约 0.9。象重锯酸钾这样的，氧化剂在酸性环境中使用，酸性越强，氧化性越强。7. 女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出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澳离子结合产生的澳化银溶解度更小，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
13、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。如那个钻，大 家 知道3价钻有强氧化性，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C0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。女口:洛酸根由于酸碱度的变化，电极电势数值也发生变化，从1
14、.33V降低到0. 92V,就可以通过奈斯特方程讣算。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女口：高澳酸根的电极电势数值为1. 76V, （BrO4） -/BrO3-,如果根据此来判断，象 臭氧，过硫酸盐， +2银离子均能将漠酸根氧化到高漠酸根，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,高镒酸根为1.51V,判断过硫酸根可以将二 价镭氧化成高镭酸根，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
15、，如高镭酸钾，重洛酸钾，神酸等，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:神酸氧化碘离子的反应中，神酸/亚神酸，电极电势为0.56,碘/碘离,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子，0. 535候，碘/碘离子的电极电势变化很小，而神酸/亚神酸则变化较大，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神酸氧化成神酸。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终于把电极电势表制作完了，这一星期，抽时间
16、就去图书馆查数据，查书籍， 头晕 脑胀的。主要是不同的书数据多少都有差别，各有各的道理。比如高澳酸电极 电势有 两个数值，1.763 和 1.833,国内教材中用 1.763 的占多数;还有高碘酸有 3 个数值，1.60, 1.64, 1.70,其中用 1.6 的稍多；高氤酸有 3. 0（过去的书籍）， 2.6, 2.422, 2. 36 等数值, 我采用 了 2. 6.。根据数据和讣算结果，LI前能稳定存在的最强氧化剂为二氟化氮，电极电势约3. 03 基本和氟原子相当。其次为低温下的二氟化二氧（观测温度约零下 100 度）电 极 电势约 3.03;再次为六氟化钳（错，钉，錶），电极电势约 2.92;错 4+/3+,约3. 2?0. 2,锹 4+/3+,约 3. 1?0. 2.接着是氟，六氟化氤。要注意电对要弄
