Таблица стандартных потенциалов восстановления (электрохимический ряд)

Стандартные потенциалы восстановления E° для распространённых полуреакций при 25 °C: от самого сильного окислителя вверху до самого сильного восстановителя внизу. Выберите две полуреакции, чтобы получить напряжение элемента.

Калькулятор напряжения элемента

E°cell = E°cathode − E°anode = +0,34 − (−0,76) +1,10 V Положительное, значит реакция идёт сама собой: гальванический элемент.

Стандартные потенциалы восстановления при 25 °C

Самые сильные окислители вверху, самые сильные восстановители внизу. Нажмите на символ, чтобы открыть элемент.

Полуреакция (восстановление)E° (V)E° на шкале от −3 V до +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

Как читать таблицу

Каждая строка — это полуреакция восстановления, в которой частица слева принимает электроны. Чем положительнее E°, тем сильнее эта частица притягивает электроны, поэтому фтор вверху — самый сильный окислитель в списке. Чем отрицательнее E°, тем легче частица справа отдаёт электроны, поэтому металлический литий внизу — самый сильный восстановитель.

Каждое значение измерено относительно стандартного водородного электрода, потенциал которого по определению равен ровно 0 V, при стандартных условиях: 25 °C, газы при 1 bar, растворённые вещества по 1 mol/L.

Расчёт напряжения элемента

В гальваническом элементе восстановление происходит на катоде, а окисление на аноде. Потенциал элемента E°cell = E°cathode − E°anode, причём оба значения берутся ровно так, как даны в таблице. Не меняйте знак значения для анода сами и не умножайте E° на число электронов: оно не зависит от того, сколько раз записана полуреакция.

Пример: элемент Даниеля сочетает медь с цинком. E°cell = +0,34 V − (−0,76 V) = +1,10 V. Положительное E°cell означает, что реакция идёт сама собой так, как записана.

Предсказание того, какие реакции идут

Частица слева в любой строке может окислить частицу справа в любой строке ниже. Ионы меди(II) (+0,34 V) забирают электроны у металлического цинка (−0,76 V), поэтому цинковая пластинка в растворе сульфата меди покрывается медью. Ионы серебра (+0,80 V) восстанавливаются металлической медью, поэтому медная проволока в растворе нитрата серебра обрастает кристаллами серебра.

Металлы с отрицательными значениями E°, расположенные ниже водорода, в принципе могут вытеснять газообразный водород из кислот, а медь, серебро и золото, расположенные выше, не могут. Это совпадает с порядком в ряду активности металлов.

Почему значения в разных книгах различаются

Источники округляют значения E° по-разному, а некоторые используют более старые измерения, поэтому для железа(II) может встретиться −0,44 V или −0,45 V. Значения здесь взяты из стандартных справочных данных и приведены с двумя знаками после запятой; если они отличаются, пользуйтесь числами из вашего курса.

Вопросы и ответы

Что такое стандартный потенциал восстановления?

Это напряжение полуреакции восстановления, измеренное относительно стандартного водородного электрода при 25 °C, 1 bar и 1 mol/L. Оно показывает, насколько сильно частица притягивает электроны: чем выше значение, тем легче она восстанавливается.

Какой окислитель самый сильный?

Фтор F₂ с E° = +2,87 V — самый сильный из распространённых окислителей. Металлический литий с −3,04 V — самый сильный из распространённых восстановителей.

Как рассчитать E°cell?

Вычтите потенциал анода из потенциала катода: E°cell = E°cathode − E°anode. Для цинк-медного элемента +0,34 − (−0,76) = +1,10 V.

Почему водородный электрод равен 0 V?

Измерить можно только разность потенциалов, поэтому химики выбрали стандартный водородный электрод 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ в качестве эталона и определили его потенциал как ровно 0 V.