標準還元電位は、化学において非常に役立ちます。それらは、標準セル電位または標準電極電位としても知られています。それらはボルトで測定され、電子を獲得することによって元素またはイオンが還元される可能性を示します。概念を明確に説明し、標準的な削減可能性のリストを提供します。
たとえば、この記事の下部にある表の上部にあるフッ素は、電子に対して非常に高い親和性を持ち、接触する他のほとんどすべての分子を文字通り引き裂きます。フッ素分子は、各原子に 1 つずつ、合計 2 つの電子を獲得し、結果として 2 つのフッ化物イオンになります。
この表は、酸化還元反応に対して十分に強力な還元剤または酸化剤を決定しようとするとき、またはどの金属が他の金属を置換するかを決定しようとするときによく参照されます。また、電気化学的半反応の電圧も表します。
以下の表にリストされている反応はすべて半反応です。つまり、完全な反応を行うには、反対方向に電子を移動する別の半反応が必要です。
標準的な削減ポテンシャルとは?
標準還元ポテンシャルとは何かを定義しましょう。自然のレドックス (酸化還元反応) は、電気エネルギーを生み出すことができます。ボルタ (ガルバニック) セルは、このページの上部の写真と同様に、2 つの半電池、アノード、カソード、および塩橋を使用して、このエネルギーを取得できる電気化学セルです。
SRP は、SHE (標準水素電極) と呼ばれる水素半電池を使用して半反応について測定されます。水素半電池は基準となる任意の電極であり、水素半電池の電池電位はゼロに設定されています。
標準電位が教えてくれるものと教えてくれないもの
反応の標準ポテンシャルを計算する場合、肯定的な結果は、その反応が すべき であることを示します。 自発的であること。 するとは限りません であり、反応がどれだけ速く起こるかはわかりません。
たとえば、計算に基づいて、アルミニウムは水から水素を置換する必要があります。ただし、通常の条件下では、形成される受動的な酸化アルミニウムのマイクロコーティングによるものではありません。しかし、アルミニウムとガリウムを混合すると、水が酸化被膜を迂回し、反応が起こるのを見ることができます.
反応の標準電位を使用して、反応の平衡定数を計算することもできます。反応のギブズ自由エネルギー変化を計算できます。また、ネルンストの式を使用して、反応物と生成物の濃度が異なるなど、非標準的な条件下でのポテンシャル、自由エネルギー変化、および平衡定数を計算できます。
削減の可能性に関するヒント
この表を読む際に役立つヒントを次に示します。
<オール>一般的な半反応の標準削減可能性
一般的な酸化剤と還元剤
リストを下にスキャンすると、過酸化水素、ペルオキシ二硫酸イオン、過マンガン酸イオン、次亜塩素酸イオンなど、ラボで一般的な多くの強力な酸化剤がリストの一番上にあることに気付くでしょう.リストの上位にあるほど、半反応の左側にある元素/イオンの酸化剤が強力であることを示します。
また、硝酸イオン NO3 も表示されます。 リストで。硝酸イオンは中程度の力の酸化剤です。そのため、硝酸は銅のような多くの金属と反応し、塩酸のような非酸化性の酸とは反応しません。
リストのさらに下には、亜鉛金属、スズ (II) イオン、および同様の還元能力を持つ亜硫酸イオンとチオ硫酸イオンの両方などの一般的な還元剤が表示されます。標準的な還元電位のリストの下の方にあるほど、半反応の右側の還元剤がより強力になります。
酸化還元反応は、化学で最もエキサイティングな反応の一部です。この表を頻繁に参照してください!
最強の酸化剤は?
フッ素、オゾン、過酸化水素、および過マンガン酸イオンは、最も強力な酸化剤の一部と考えられています。とはいえ、フッ素元素は危険性が高いため、酸化剤として使用されることはほとんどありません.
標準削減可能性のリスト
標準削減ポテンシャル表
| F2(g) + 2e ———> 2F(aq) | +2.87 |
| O3(g) + 2H(aq) + 2e ———> O2(g) + H2 O(l) | +2.08 |
| S2 O8 (aq) + 2e ———> 2 SO4 (aq) | +2.05 |
| 金(aq) + e ———> Au(s) | +1.8 3 |
| Co(aq) + e ———> Co(aq) | +1.82 |
| H2 O2(aq) + 2 H(aq) + 2e ———> 2 H2 O(l) | +1.77 |
| MnO4 (aq) + 4 H(aq) + 3e ———> MnO2(s) + 2 H2 O(l) | +1.695 |
| PbO2(s) + SO4 (aq) + 4 H(aq) + 2e ———> PbSO4(s) + 2 H2 O(l) | +1.69 |
| 2 HOCl(aq) + 2 H(aq) + 2e ———> Cl2(g) + 2 H2 O(l) | +1.63 |
| Mn(aq) + e ———> Mn(aq) | +1.51 |
| MnO4 (aq) + 8 H(aq) + 5e ———> Mn(aq) + 4 H2 O(l) | +1.49 |
| ClO3 (aq) + 12 H(aq) + 10e ———>Cl2(g) + 6 H2 O(l) | +1.49 |
| PbO2(s) + 4 H(aq) + 2e ———> Pb(aq) + 2 H2 O(l) | +1.46 |
| BrO3 (aq) + 6 H(aq) + 6e ———> Br(aq) + 3 H2 O(l) | +1.44 |
| Ce(aq) + e ———> Ce(aq) | +1.44 |
| 金(aq) + 3e ———> Au(s) | +1.42 |
| Cl2(g) + 2e ———> 2 Cl(aq) | +1.36 |
| Cr2 O7 (aq) + 14 H(aq) + 6e ———> 2 Cr(aq) + 7 H2 O(l) | +1.33 |
| O3(g) + H2 O(l) + 2e ———> O2(g) + 2 OH(aq) | +1.24 |
| MnO2(s) + 4 H(aq) + 2e ———> Mn(aq) + 2 H2 O(l) | +1.23 |
| O2(g) + 4 H(aq) + 4e ———> 2 H2 O(l) | +1.23 |
| Pt(aq) + 2e ———> Pt(s) | +1.20 |
| IO3 (aq) + 5H(aq) + 4e ———HIO(aq) + 2 H2 O(l) | +1. 13 |
| Br2(aq) + 2e ———> 2 Br(aq) | +1.07 |
| NO3 (aq) + 4 H(aq) + 3e ———> いいえ(g) + 2 H2 O(l) | +0.96 |
| NO3 (aq) + 3 H(aq) + 2e ———> HNO2(g) + H2 O(l) | +0.94 |
| 2 Hg(aq) + 2e ———> Hg2 (aq) | +0.91 |
| HO2 (aq) + H2 O(l) + 2e ———> 3 OH(aq) | +0.87 |
| 2 NO3 (aq) + 4 H(aq) + 2e ———> 2 NO2(g) + 2H2 O(l) | +0.80 |
| Ag(aq) + e ———> Ag(s) | +0.80 |
| Fe(aq) + e ———> Fe(aq) | +0.77 |
| O2(g) + 2H(aq) + 2e ———> H2 O2(aq) | +0.69 |
| I2(s) + 2e ———> 2 I(aq) | +0.54 |
| NiO2(s) + 2 H2 O(l) + 2e ———> Ni(OH)2 + 2 OH(aq) | +0.49 |
| SO2(aq) + 4 H(aq) + 4e ———> S(s) + 2 H2 O(l) | +0.45 |
| O2(g) + 2 H2 O(l) + 4e ———> 4 OH(aq) | +0.401 |
| Cu(aq) + 2e ———> Cu(s) | +0.34 |
| Hg2 Cl2(s) + 2e ———> 2 Hg(l) + 2 Cl(aq) | +0.27 |
| PbO2(s) + H2 O(l) + 2e ———> PbO(s) + 2 OH(aq) | +0.25 |
| AgCl(s) + e ———> Ag(s) + Cl(aq) | +0.2223 |
| SO4 (aq) + 4H(aq) + 2e ———> H2 SO3(aq) + H2 O(l) | +0.172 |
| S4 O6 (aq) + 2e ———> 2 S2 O3 (aq) | +0.169 |
| Cu(aq) + e ———> Cu(aq) | +0.16 |
| Sn(aq) + 2e ———> Sn(aq) | +0.15 |
| S(s) + 2H(aq) + 2e ———> H2 S(g) | +0.14 |
| AgBr(s) + e ———> Ag(s) + Br(aq) | +0.07 |
| 2 H(aq) + 2e ———> H2 (g) | 0.00 |
| Pb(aq) + 2e ———> Pb(s) | -0.13 |
| Sn(aq) + 2e ———> Sn(s) | -0.14 |
| AgI(s) + e ———> Ag(s) + I(aq) | -0.15 |
| Ni(aq) + 2e ———> Ni(s) | -0.25 |
| Co(aq) +2e ———> Co(s) | -0.28 |
| イン(aq) + 3e ———> In(s) | -0.34 |
| Tl(aq) + e ———> Tl(s) | -0.34 |
| PbSO4(s) + 2e ———> Pb(s) + SO4 (aq) | -0.36 |
| Cd(aq) + 2e ———> Cd(s) | -0.40 |
| Fe(aq) + 2e ———> Fe(s) | -0.44 |
| Ga(aq) + 3e ———> Ga(s) | -0.56 |
| PbO(s) + H2 O(l) + 2e ———> Pb(s) + 2 OH(aq) | -0.58 |
| Cr(aq) + 3e ———> Cr(s) | -0.74 |
| Zn(aq) + 2e ———> Zn(s) | -0.76 |
| 2 H2 O(l) + 2e ———> H2(g) + 2 OH(aq) | -0.83 |
| Fe(OH)2(s) + 2e ———> Fe(s) + 2 OH(aq) | -0.88 |
| Cr(aq) + 2e ———> Cr(s) | -0.91 |
| N2(g) + 4 H2 O(l) + 4e ———> N2 O4(aq) +4 OH(aq) | -1.16 |
| V(aq) + 2e ———> V(s) | -1.18 |
| ZnO2 (aq) + 2 H2 O(l) + 2e ———> Zn(s) + 4OH(aq) | -1.216 |
| Ti(aq) + 2e ———> Ti(s) | -1.63 |
| アル(aq) + 3e ———> Al(s) | -1.66 |
| U(aq) + 3e ———> U(s) | -1.79 |
| Sc(aq) + 3e ———> Sc(s) | -2.02 |
| Er(aq) + 3e ———> Er(s) | – 2.33 |
| Ce(aq) + 3e ———> Ce(s) | – 2.34 |
| Pr(aq) + 3e ———> Pr(s) | -2. 35 |
| La(aq) + 3e ———> La(s) | -2.36 |
| Y(aq) + 3e ———> Y(s) | -2.37 |
| Mg(aq) + 2e ———> Mg(s) | -2.37 |
| Na(aq) + e ———> Na(s) | -2.71 |
| Ca(aq) + 2e ———> Ca(s) | -2.76 |
| Sr(aq) + 2e ———> Sr(s) | -2.89 |
| Ba(aq) + 2e ———> Ba(s) | -2.90 |
| Cs(aq) +e ———> Cs(s) | -2.92 |
| K | -2.92 |
| Rb(aq) + e ———> Rb(s) | -2.93 |
| 李(aq) + e ———> Li(s) | -3.05 |
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