建设工程知识

条件电势简介

条件电势又称条件电位，是在特定条件下，氧化态与还原态的分析浓度都是1摩尔每升,并且校正了各种外界因素而得到了的实际电势，它反映了离子强度与各种副反应影响下，电对诸物种的实际氧化还原能力。

推导

对于某一电对（

/

）,其电极电势的能斯特方程为

其中

代表电对中的高价态氧化型物种，

代表电对中的低价态还原型物种，

为该电对的标准电极电势，

为气体摩尔常数，

为电子转移数，

为法拉第常数，

为热力学温度，

代表物种的平衡浓度。

例如，在水溶液中，对于电对

, 其电极反应为

，其能斯特方程为

通常便于得到的是氧化态/还原态物种的分析浓度，而不是游离态物种的平衡浓度，而使用分析浓度

、

时，必须考虑各种副反应的影响，例如酸效应、沉淀反应、配位反应、离子强度等，对于物种的氧化还原性的影响。

假设某电对的电极反应为

，则它的电极电势为

实际应用中，由于离子强度等因素的影响，即便是平衡浓度也不足以描述粒子的氧化还原能力。因此，常采用其有效浓度——活度，用α表示。代入原式得

引入活度系数和游离态物种的平衡浓度可知

由于副反应的存在，副反应系数

其中角标’表示未参与氧化还原反应的氧化型/还原型物种总浓度。

代入到能斯特方程可知

由对数的简单性质可知

若分析浓度

，则有

定义

为该氧化还原电对在副反应系数为

，离子强度为

，在热力学温度

下的条件电势。

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