ตารางศักย์รีดักชันมาตรฐาน (อนุกรมไฟฟ้าเคมี)

ศักย์รีดักชันมาตรฐาน E° ของครึ่งปฏิกิริยาที่พบบ่อยที่ 25 °C เรียงจากตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดด้านบนถึงตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุดด้านล่าง เลือกครึ่งปฏิกิริยาสองปฏิกิริยาเพื่อหาความต่างศักย์ของเซลล์

เครื่องคำนวณความต่างศักย์เซลล์

E°cell = E°cathode − E°anode = +0.34 − (−0.76) +1.10 V เป็นบวก ปฏิกิริยาจึงดำเนินไปได้เอง: เซลล์กัลวานิก

ศักย์รีดักชันมาตรฐานที่ 25 °C

ตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดอยู่ด้านบน ตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุดอยู่ด้านล่าง แตะสัญลักษณ์เพื่อเปิดหน้าธาตุ

ครึ่งปฏิกิริยา (รีดักชัน)E° (V)E° บนสเกลจาก −3 V ถึง +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

วิธีอ่านตาราง

แต่ละบรรทัดคือครึ่งปฏิกิริยารีดักชัน ซึ่งสปีชีส์ทางซ้ายรับอิเล็กตรอน ยิ่ง E° เป็นบวกมาก สปีชีส์นั้นยิ่งดึงอิเล็กตรอนเข้ามาแรง ฟลูออรีนที่อยู่ด้านบนจึงเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดในรายการ ยิ่ง E° เป็นลบมาก สปีชีส์ทางขวายิ่งให้อิเล็กตรอนได้ง่าย โลหะลิเทียมที่อยู่ด้านล่างจึงเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรงที่สุด

ทุกค่าวัดเทียบกับขั้วไฮโดรเจนมาตรฐาน ซึ่งนิยามไว้เป็น 0 V พอดี ภายใต้สภาวะมาตรฐาน: 25 °C แก๊สที่ 1 bar และสปีชีส์ที่ละลายที่ 1 mol/L

การหาความต่างศักย์เซลล์

ในเซลล์กัลวานิก รีดักชันเกิดที่แคโทดและออกซิเดชันเกิดที่แอโนด ศักย์เซลล์คือ E°cell = E°cathode − E°anode โดยใช้ทั้งสองค่าตามที่ตารางให้ไว้ อย่ากลับเครื่องหมายของค่าแอโนดเอง และอย่าคูณ E° ด้วยจำนวนอิเล็กตรอน เพราะไม่ขึ้นกับจำนวนครั้งที่เขียนครึ่งปฏิกิริยา

ตัวอย่าง: เซลล์ดาเนียลล์จับคู่ทองแดงกับสังกะสี E°cell = +0.34 V − (−0.76 V) = +1.10 V E°cell ที่เป็นบวกหมายความว่าปฏิกิริยาดำเนินไปได้เองตามที่เขียน

การทำนายว่าปฏิกิริยาใดเกิดขึ้น

สปีชีส์ทางซ้ายของบรรทัดใดก็ตามออกซิไดซ์สปีชีส์ทางขวาของบรรทัดใดก็ตามที่อยู่ต่ำกว่าได้ ไอออนทองแดง(II) (+0.34 V) รับอิเล็กตรอนจากโลหะสังกะสี (−0.76 V) แผ่นสังกะสีที่จุ่มในสารละลายคอปเปอร์ซัลเฟตจึงมีทองแดงเคลือบ ไอออนเงิน (+0.80 V) ถูกรีดิวซ์โดยโลหะทองแดง นี่คือเหตุที่ลวดทองแดงในสารละลายซิลเวอร์ไนเทรตมีผลึกเงินงอกขึ้น

โลหะที่มีค่า E° เป็นลบ ซึ่งอยู่ต่ำกว่าไฮโดรเจน ในหลักการปล่อยแก๊สไฮโดรเจนจากกรดได้ ส่วนทองแดง เงิน และทองคำที่อยู่เหนือกว่าทำไม่ได้ ซึ่งสอดคล้องกับลำดับในอนุกรมความว่องไวของโลหะ

เหตุใดค่าจึงต่างกันระหว่างตำรา

แหล่งข้อมูลปัดค่า E° ต่างกัน และบางแหล่งใช้ผลการวัดที่เก่ากว่า เหล็ก(II) จึงอาจปรากฏเป็น −0.44 V หรือ −0.45 V ค่าที่นี่มาจากข้อมูลอ้างอิงมาตรฐานและแสดงทศนิยมสองตำแหน่ง หากต่างกัน ให้ใช้ตัวเลขที่หลักสูตรของคุณกำหนด

คำถามที่พบบ่อย

ศักย์รีดักชันมาตรฐานคืออะไร

คือความต่างศักย์ของครึ่งปฏิกิริยารีดักชันที่วัดเทียบกับขั้วไฮโดรเจนมาตรฐานที่ 25 °C 1 bar และ 1 mol/L แสดงว่าสปีชีส์ดึงดูดอิเล็กตรอนแรงเพียงใด ยิ่งค่าสูง ยิ่งถูกรีดิวซ์ได้ง่าย

ตัวออกซิไดซ์ที่แรงที่สุดคืออะไร

ฟลูออรีน F₂ ที่มี E° = +2.87 V เป็นตัวออกซิไดซ์ที่พบบ่อยที่แรงที่สุด โลหะลิเทียมที่ −3.04 V เป็นตัวรีดิวซ์ที่พบบ่อยที่แรงที่สุด

คำนวณ E°cell ได้อย่างไร

นำศักย์แอโนดไปลบจากศักย์แคโทด: E°cell = E°cathode − E°anode สำหรับเซลล์สังกะสี–ทองแดง +0.34 − (−0.76) = +1.10 V

เหตุใดขั้วไฮโดรเจนจึงเป็น 0 V

วัดได้เฉพาะผลต่างของศักย์ นักเคมีจึงเลือกขั้วไฮโดรเจนมาตรฐาน 2H⁺ + 2e⁻ → H₂ เป็นข้อมูลอ้างอิงและนิยามศักย์ของมันเป็น 0 V พอดี