Tabela standardowych potencjałów redukcji (szereg elektrochemiczny)

Standardowe potencjały redukcji E° popularnych reakcji połówkowych w 25 °C, od najsilniejszego utleniacza u góry do najsilniejszego reduktora na dole. Wybierz dwie reakcje połówkowe, aby otrzymać napięcie ogniwa.

Kalkulator napięcia ogniwa

E°ogniwa = E°katody − E°anody = +0,34 − (−0,76) +1,10 V Dodatnie, więc reakcja przebiega samorzutnie: ogniwo galwaniczne.

Standardowe potencjały redukcji w 25 °C

Najsilniejsze utleniacze u góry, najsilniejsze reduktory na dole. Dotknij symbolu, aby otworzyć pierwiastek.

Reakcja połówkowa (redukcja)E° (V)E° w skali od −3 V do +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

Jak czytać tabelę

Każdy wiersz to reakcja połówkowa redukcji, w której indywiduum po lewej przyjmuje elektrony. Im bardziej dodatnie E°, tym silniej to indywiduum przyciąga elektrony, więc fluor, na górze, jest najsilniejszym wymienionym utleniaczem. Im bardziej ujemne E°, tym łatwiej indywiduum po prawej oddaje elektrony, więc metaliczny lit, na dole, jest najsilniejszym reduktorem.

Każda wartość jest zmierzona względem standardowej elektrody wodorowej, którą z definicji przyjmuje się za dokładnie 0 V, w warunkach standardowych: 25 °C, gazy pod ciśnieniem 1 bar i indywidua rozpuszczone o stężeniu 1 mol/L.

Obliczanie napięcia ogniwa

W ogniwie galwanicznym redukcja zachodzi na katodzie, a utlenianie na anodzie. Potencjał ogniwa to E°ogniwa = E°katody − E°anody, z użyciem obu wartości dokładnie tak, jak podaje je tabela. Nie zmieniaj samodzielnie znaku wartości dla anody i nie mnóż E° przez liczbę elektronów: nie zależy ono od tego, ile razy zapisano reakcję połówkową.

Przykład: ogniwo Daniella łączy miedź z cynkiem. E°ogniwa = +0,34 V − (−0,76 V) = +1,10 V. Dodatnie E°ogniwa oznacza, że reakcja przebiega samorzutnie tak, jak jest zapisana.

Przewidywanie, które reakcje zachodzą

Indywiduum po lewej stronie dowolnego wiersza może utlenić indywiduum po prawej stronie dowolnego wiersza poniżej. Jony miedzi(II) (+0,34 V) odbierają elektrony metalicznemu cynkowi (−0,76 V), więc blaszka cynkowa zanurzona w roztworze siarczanu(VI) miedzi pokrywa się miedzią. Jony srebra (+0,80 V) są redukowane przez metaliczną miedź, dlatego drut miedziany w roztworze azotanu srebra porasta kryształami srebra.

Metale o ujemnych wartościach E°, leżące poniżej wodoru, mogą w zasadzie wypierać gazowy wodór z kwasów, a miedź, srebro i złoto, leżące powyżej, nie mogą. Zgadza się to z kolejnością w szeregu aktywności metali.

Dlaczego wartości różnią się między książkami

Źródła inaczej zaokrąglają wartości E°, a niektóre korzystają ze starszych pomiarów, więc dla żelaza(II) może pojawić się −0,44 V lub −0,45 V. Wartości tutaj pochodzą ze standardowych danych referencyjnych i są podane z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku; gdy się różnią, używaj liczb podanych w twoim kursie.

FAQ

Czym jest standardowy potencjał redukcji?

To napięcie reakcji połówkowej redukcji zmierzone względem standardowej elektrody wodorowej w 25 °C, przy 1 bar i 1 mol/L. Pokazuje, jak silnie indywiduum przyciąga elektrony: im wyższa wartość, tym łatwiej ulega redukcji.

Jaki jest najsilniejszy utleniacz?

Fluor, F₂, z E° = +2,87 V, jest najsilniejszym popularnym utleniaczem. Metaliczny lit, przy −3,04 V, jest najsilniejszym popularnym reduktorem.

Jak obliczyć E°ogniwa?

Odejmij potencjał anody od potencjału katody: E°ogniwa = E°katody − E°anody. Dla ogniwa cynkowo-miedziowego +0,34 − (−0,76) = +1,10 V.

Dlaczego elektroda wodorowa ma 0 V?

Można mierzyć tylko różnice potencjałów, więc chemicy wybrali standardową elektrodę wodorową, 2H⁺ + 2e⁻ → H₂, jako odniesienie i zdefiniowali jej potencjał jako dokładnie 0 V.