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
Стандартные потенциалы восстановления при 25 °C
Самые сильные окислители вверху, самые сильные восстановители внизу. Нажмите на символ, чтобы открыть элемент.
| Полуреакция (восстановление) | E° (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.