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氧化还原平衡:概述
2.17
氧化还原反应涉及电子从还原剂向氧化剂的转移。
氧化态升高的物质被氧化,而氧化态降低的物质被还原。
因此,氧化还原反应的热力学通过移动的电子来表示。
氧化还原反应的自由能变化为 –nFE,其中 n 为电子数,F 为法拉第常数,E 为电化学势。
然而,反应的吉布斯自由能是反应物和产物浓度的函数。
将 ΔG 代入该方程可得到其与电化学势的关系,再除以 –nF 即得到能斯特方程。
由于在平衡状态下 ΔG 为零,因此 E 必须为零,此时反应商等于平衡常数。
在25°C下考虑常数的取值,并使用以10为底的对数表达能斯特方程,可得到标准状态电位与平衡常数之间的关系。
还原氧化反应也称为氧化还原反应。在氧化还原反应中,电子能够从一种物质转移到另一种物质,而不是在原子之间共享。还原剂是在该过程中失去电子并被氧化的物质。在此过程中能够获得电子并被还原的物质是氧化剂。氧化还原反应能够表示为两个独立的方程,并将其称为半反应,其中的一个方程表示了能够得到电子的物质,而另一个…