Jadual keupayaan penurunan piawai (siri elektrokimia)

Keupayaan penurunan piawai, E°, bagi setengah tindak balas biasa pada 25 °C, dari agen pengoksidaan terkuat di bahagian atas hingga agen penurunan terkuat di bahagian bawah. Pilih dua setengah tindak balas untuk mendapat voltan sel.

Kalkulator voltan sel

E°sel = E°katod − E°anod = +0.34 − (−0.76) +1.10 V Positif, maka tindak balas berjalan dengan sendirinya: sel galvani.

Keupayaan penurunan piawai pada 25 °C

Agen pengoksidaan terkuat di bahagian atas, agen penurunan terkuat di bahagian bawah. Ketik simbol untuk membuka unsur.

Setengah tindak balas (penurunan)E° (V)E° pada skala dari −3 V hingga +3 V
F F₂ + 2e⁻ → 2F⁻ +2.87
O H₂O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → 2H₂O +1.78
Mn MnO₄⁻ + 8H⁺ + 5e⁻ → Mn²⁺ + 4H₂O +1.51
Au Au³⁺ + 3e⁻ → Au +1.50
Cl Cl₂ + 2e⁻ → 2Cl⁻ +1.36
Cr Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O +1.33
O O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O +1.23
Mn MnO₂ + 4H⁺ + 2e⁻ → Mn²⁺ + 2H₂O +1.22
Pt Pt²⁺ + 2e⁻ → Pt +1.18
Br Br₂ + 2e⁻ → 2Br⁻ +1.07
N NO₃⁻ + 4H⁺ + 3e⁻ → NO + 2H₂O +0.96
Hg Hg²⁺ + 2e⁻ → Hg +0.85
Ag Ag⁺ + e⁻ → Ag +0.80
Fe Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺ +0.77
O O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O₂ +0.70
I I₂ + 2e⁻ → 2I⁻ +0.54
Cu Cu⁺ + e⁻ → Cu +0.52
O O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ +0.40
Cu Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu +0.34
Ag AgCl + e⁻ → Ag + Cl⁻ +0.22
Cu Cu²⁺ + e⁻ → Cu⁺ +0.15
Sn Sn⁴⁺ + 2e⁻ → Sn²⁺ +0.15
H 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ 0.00
Fe Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe −0.04
Pb Pb²⁺ + 2e⁻ → Pb −0.13
Sn Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn −0.14
Ni Ni²⁺ + 2e⁻ → Ni −0.26
Co Co²⁺ + 2e⁻ → Co −0.28
Cd Cd²⁺ + 2e⁻ → Cd −0.40
Fe Fe²⁺ + 2e⁻ → Fe −0.45
Cr Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr −0.74
Zn Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn −0.76
H 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻ −0.83
Mn Mn²⁺ + 2e⁻ → Mn −1.19
Al Al³⁺ + 3e⁻ → Al −1.66
Mg Mg²⁺ + 2e⁻ → Mg −2.37
Na Na⁺ + e⁻ → Na −2.71
Ca Ca²⁺ + 2e⁻ → Ca −2.87
Ba Ba²⁺ + 2e⁻ → Ba −2.91
K K⁺ + e⁻ → K −2.93
Li Li⁺ + e⁻ → Li −3.04

Cara membaca jadual

Setiap baris ialah setengah tindak balas penurunan, yang mana spesies di sebelah kiri memperoleh elektron. Semakin positif E°, semakin kuat spesies itu menarik elektron, maka fluorin, di bahagian atas, ialah agen pengoksidaan terkuat yang disenaraikan. Semakin negatif E°, semakin mudah spesies di sebelah kanan menyerahkan elektron, maka logam litium, di bahagian bawah, ialah agen penurunan terkuat.

Setiap nilai diukur berbanding elektrod hidrogen piawai, yang ditakrifkan tepat 0 V, di bawah keadaan piawai: 25 °C, gas pada 1 bar dan spesies terlarut pada 1 mol/L.

Mengira voltan sel

Dalam sel galvani, penurunan berlaku di katod dan pengoksidaan di anod. Keupayaan sel ialah E°sel = E°katod − E°anod, menggunakan kedua-dua nilai tepat seperti yang diberikan jadual. Jangan tukar tanda nilai anod sendiri, dan jangan darabkan E° dengan bilangan elektron: ia tidak bergantung pada berapa kali setengah tindak balas ditulis.

Contoh: sel Daniell menggandingkan kuprum dengan zink. E°sel = +0.34 V − (−0.76 V) = +1.10 V. E°sel yang positif bermakna tindak balas berjalan dengan sendirinya seperti yang ditulis.

Meramal tindak balas yang berlaku

Spesies di sebelah kiri mana-mana baris boleh mengoksidakan spesies di sebelah kanan mana-mana baris di bawahnya. Ion kuprum(II) (+0.34 V) mengambil elektron daripada logam zink (−0.76 V), maka jalur zink yang dicelup dalam larutan kuprum sulfat disaluti kuprum. Ion argentum (+0.80 V) diturunkan oleh logam kuprum, sebab itulah dawai kuprum dalam larutan argentum nitrat menumbuhkan hablur argentum.

Logam dengan nilai E° negatif, di bawah hidrogen, pada dasarnya boleh membebaskan gas hidrogen daripada asid, manakala kuprum, argentum dan aurum, di atasnya, tidak boleh. Ini sepadan dengan susunan siri kereaktifan logam.

Mengapa nilai berbeza antara buku

Sumber membundarkan nilai E° dengan cara berbeza dan sesetengahnya menggunakan ukuran lama, maka ferum(II) mungkin muncul sebagai −0.44 V atau −0.45 V. Nilai di sini datang daripada data rujukan piawai dan ditunjukkan hingga dua tempat perpuluhan; gunakan nombor yang diberikan kursus anda apabila ia berbeza.

Soalan Lazim

Apakah keupayaan penurunan piawai?

Ia ialah voltan setengah tindak balas penurunan yang diukur berbanding elektrod hidrogen piawai pada 25 °C, 1 bar dan 1 mol/L. Ia menunjukkan sekuat mana sesuatu spesies menarik elektron: semakin tinggi nilainya, semakin mudah ia diturunkan.

Apakah agen pengoksidaan terkuat?

Fluorin, F₂, dengan E° = +2.87 V, ialah agen pengoksidaan biasa yang terkuat. Logam litium, pada −3.04 V, ialah agen penurunan biasa yang terkuat.

Bagaimanakah anda mengira E°sel?

Tolak keupayaan anod daripada keupayaan katod: E°sel = E°katod − E°anod. Bagi sel zink–kuprum, +0.34 − (−0.76) = +1.10 V.

Mengapakah elektrod hidrogen 0 V?

Hanya perbezaan keupayaan yang boleh diukur, maka ahli kimia memilih elektrod hidrogen piawai, 2H⁺ + 2e⁻ → H₂, sebagai rujukan dan mentakrifkan keupayaannya tepat 0 V.