جدول سری الکتروشیمیایی
مهدی
بچه ها کسی جواب رو میدونه ؟
جدول سری الکتروشیمیایی را از این سایت دریافت کنید.
پتانسیل الکترود استاندارد (صفحه داده)
پتانسیل الکترود استاندارد (صفحه داده)
از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
این مقاله نیازمند تمیزکاری است. لطفاً تا جای امکان آن‌را از نظر املا، انشا، چیدمان و درستی بهتر کنید، سپس این برچسب را بردارید. محتویات این مقاله ممکن است غیر قابل اعتماد و نادرست یا جانبدارانه باشد یا قوانین حقوق پدیدآورندگان را نقض کرده باشد.
در زیر پتانسیل الکترود استاندارد یا سری الکتروشیمیایی چند واکنش مهم بر مبنای الکترود استاندارد هیدروژن در ۲۵ درجه سانتی گراد بیان شده است:
نیم واکنش (V)[note ۱] منبع.
اکسایش کاهش (احیاء)
Sr+ + − Sr -4.10 −4.10 [۱]
Ca+ + − Ca -3.8 −3.8 [۱]
Pr3+ + − Pr2+ -3.1 −3.1 [۱]
3⁄2 N۲() + H+ + − HN3() -3.09 −3.09 [۲][۳]
Li+ + − Li() -3.0401 −3.0401 [۳][۴]
N۲() + 4 آب + ۲ − ۲ NH۲OH() + 2 OH− -3.04 −3.04 [۲]
Cs+ + − Cs() -3.026 −3.026 [۳]
Ca(OH)2 + 2 − Ca + 2 OH- -3.02 −3.02 [۱]
Er3+ + − Er2+ -3.0 −3.0 [۱]
Ba(OH)2 + 2 − Ba + 2 OH- -2.99 −2.99 [۱]
Rb+ + − Rb() -2.98 −2.98 [۳]
K+ + − K() -2.931 −2.931 [۳]
Ba۲+ + ۲ − Ba() -2.912 −2.912 [۳]
La(OH)3() + 3 − La() + 3 OH− -2.90 −2.90 [۳]
Fr+ + − Fr -2.9 −2.9 [۱]
Sr۲+ + ۲ − Sr() -2.899 −2.899 [۳]
Sr(OH)2 + 2 − Sr + 2 OH- -2.88 −2.88 [۱]
Ca۲+ + ۲ − Ca() -2.868 −2.868 [۳]
Eu۲+ + ۲ − Eu() -2.812 −2.812 [۳]
Ra۲+ + ۲ − Ra() -2.8 −2.8 [۳]
Ho3+ + − Ho2+ -2.8 −2.8 [۱]
Bk3+ + − Bk2+ -2.8 −2.8 [۱]
Yb2+ + 2 − Yb -2.76 −2.76 [۱]
Na+ + − Na() -2.71 −2.71 [۳][۵]
Mg+ + − Mg -2.70 −2.70 [۱]
Nd3+ + − Nd2+ -2.7 −2.7 [۱]
Mg(OH)2 + 2 − Mg + 2 OH- -2.690 −2.690 [۱]
Sm2+ + 2 − Sm -2.68 −2.68 [۱]
Be2O32- + 3 H2O + 4 − 2 Be + 6 OH- -2.63 −2.63 [۱]
Pm3+ + − Pm2+ -2.6 −2.6 [۱]
Dy3+ + − Dy2+ -2.6 −2.6 [۱]
No2+ + 2 − No -2.50 −2.50 [۱]
HfO(OH)2 + H2O + 4 − Hf + 4 OH- -2.50 −2.50 [۱]
Th(OH)4 + 4 − Th + 4 OH- -2.48 −2.48 [۱]
Md2+ + 2 − Md -2.40 −2.40 [۱]
Tm2+ + 2 − Tm -2.4 −2.4 [۱]
La3+ + 3 − La() -2.379 −2.379 [۳]
Y3+ + 3 − Y() -2.372 −2.372 [۳]
Mg۲+ + ۲ − Mg() -2.372 −2.372 [۳]
ZrO(OH)۲() + آب + ۴ − Zr() + 4 OH− -2.36 −2.36 [۳]
Pr3+ + 3 − Pr -2.353 −2.353 [۱]
Ce3+ + 3 − Ce -2.336 −2.336 [۱]
Er3+ + 3 − Er -2.331 −2.331 [۱]
Ho3+ + 3 − Ho -2.33 −2.33 [۱]
H2AlO3- + H2O + 3 − Al + 4 OH- -2.33 −2.33 [۱]
Nd3+ + 3 − Nd -2.323 −2.323 [۱]
Tm3+ + 3 − Tm -2.319 −2.319 [۱]
Al(OH)3() + 3 − Al() + 3 OH− -2.31 −2.31
Sm3+ + 3 − Sm -2.304 −2.304 [۱]
Fm2+ + 2 − Fm -2.30 −2.30 [۱]
Am3+ + − Am2+ -2.3 −2.3 [۱]
Dy3+ + 3 − Dy -2.295 −2.295 [۱]
Lu3+ + 3 − Lu -2.28 −2.28 [۱]
Tb3+ + 3 − Tb -2.28 −2.28 [۱]
Gd3+ + 3 − Gd -2.279 −2.279 [۱]
H۲ + ۲ − ۲ H- -2.23 −2.23 [۱]
Es2+ + 2 − Es -2.23 −2.23 [۱]
Pm2+ + 2 − Pm -2.2 −2.2 [۱]
Tm3+ + − Tm2+ -2.2 −2.2 [۱]
Dy2+ + 2 − Dy -2.2 −2.2 [۱]
Ac3+ + 3 − Ac -2.20 −2.20 [۱]
Yb3+ + 3 − Yb -2.19 −2.19 [۱]
Cf2+ + 2 − Cf -2.12 −2.12 [۱]
Nd2+ + 2 − Nd -2.1 −2.1 [۱]
Ho2+ + 2 − Ho -2.1 −2.1 [۱]
Sc3+ + 3 − Sc() -2.077 −2.077 [۶]
AlF63- + 3 − Al + 6 F- -2.069 −2.069 [۱]
Am3+ + 3 − Am -2.048 −2.048 [۱]
Cm3+ + 3 − Cm -2.04 −2.04 [۱]
Pu3+ + 3 − Pu -2.031 −2.031 [۱]
Pr2+ + 2 − Pr -2.0 −2.0 [۱]
Er2+ + 2 − Er -2.0 −2.0 [۱]
Eu3+ + 3 − Eu -1.991 −1.991 [۱]
Lr3+ + 3 − Lr -1.96 −1.96 [۱]
Cf3+ + 3 − Cf -1.94 −1.94 [۱]
Es3+ + 3 − Es -1.91 −1.91 [۱]
Pa4+ + − Pa3+ -1.9 −1.9 [۱]
Am2+ + 2 − Am -1.9 −1.9 [۱]
Th4+ + 4 − Th -1.899 −1.899 [۱]
Fm3+ + 3 − Fm -1.89 −1.89 [۱]
Np3+ + 3 − Np -1.856 −1.856 [۱]
Be۲+ + ۲ − Be -1.847 −1.847 [۱]
H2PO2- + − P + 2 OH- -1.82 −1.82 [۱]
U3+ + 3 − U -1.798 −1.798 [۱]
Sr2+ + 2 − Sr/Hg -1.793 −1.793 [۱]
H2BO3- + H2O + 3 − B + 4 OH- -1.79 −1.79 [۱]
ThO2 + 4H+ + 4 − Th + 2 H2O -1.789 −1.789 [۱]
HfO2+ + 2 H+ + 4 − Hf + H2O -1.724 −1.724 [۱]
HPO32- + 2 H2O + 3 − P + 5 OH- -1.71 −1.71 [۱]
SiO32- + H2O + 4 − Si + 6 OH- -1.697 −1.697 [۱]
Al3+ + 3 − Al() -1.662 −1.662 [۱]
Ti۲+ + ۲ − Ti() -1.63 −1.63 [۵]
ZrO۲() + 4 H+ + ۴ − Zr() + 2 آب -1.553 −1.553 [۷]
Zr4+ + 4 − Zr() -1.45 −1.45 [۷]
Ti3+ + 3 − Ti() -1.37 −1.37 [۸]
TiO() + 2 H+ + ۲ − Ti() + آب -1.31 −1.31
Ti۲O3() + 2 H+ + ۲ − ۲ TiO() + آب -1.23 −1.23
Zn(OH)42- + 2 − Zn() + 4 OH− -1.199 −1.199 [۷]
Mn۲+ + ۲ − Mn() -1.185 −1.185 [۷]
Fe(CN)64- + 6 H+ + ۲ − Fe() + 6HCN() -1.16 −1.16 [۹]
Te() + 2 − Te2- -1.143 −1.143 [۱۰]
V۲+ + ۲ − V() -1.13 −1.13 [۱۰]
Nb3+ + 3 − Nb() -1.099 −1.099
Sn() + 4 H+ + ۴ − SnH4() -1.07 −1.07
SiO۲() + 4 H+ + ۴ − Si() + 2 آب -0.91 −0.91
B(OH)3() + 3 H+ + ۳ − B() + 3 آب -0.89 −0.89
Fe(OH)۲() + 2 − Fe() + 2 OH− -0.89 −0.89 [۹]
Fe۲O3() + 3 آب + ۲ − 2Fe(OH)۲() + 2 OH− -0.86 −0.86 [۹]
TiO۲+ + ۲ H+ + ۴ − Ti() + آب -0.86 −0.86
2H2O + ۲ − H۲() + 2 OH− -0.8277 −0.8277 [۷]Bi() + 3 H+ + ۳ − BiH3 -0.8 −0.8 [۷]
Zn۲+ + ۲ − Zn() -0.7628 −0.7628 [۷]
Zn۲+ + ۲ − Zn() -0.7618 −0.7618 [۷]
Ta۲O5() + 10 H+ + ۱۰ − ۲ Ta() + 5 آب -0.75 −0.75
Cr3+ + 3 − Cr() -0.74 −0.74
[Au(CN)۲]- + − Au() + 2 CN- -0.60 −0.60
Ta3+ + 3 − Ta() -0.6 −0.6
سری الکتروشیمیایی چیست ؟ — کاربرد + جدول — به زبان ساده – فرادرس
سری الکتروشیمیایی، فهرست پتانسیل استاندارد الکترود عناصر است. این مطلب شامل جدول سری الکتروشیمیایی و آشنایی بیشتر با این موضوع است.
سری الکتروشیمیایی چیست؟ — کاربرد + جدول — به زبان ساده
آخرین به‌روزرسانی: ۲۰ شهریور ۱۴۰۱ زمان مطالعه: ۱۰ دقیقه
شیمی، علوم پایه
سری الکتروشیمیایی یا سری فعالیت، «پتانسیل استاندارد الکترود» ($$E°$$ | Standard Electrode Potential) بر حسب ولت، نسبت به الکترود استاندارد هیدروژن است. مقادیر سری الکتروشیمیایی در دمای ۲۹۸٫۱۵ کلوین (۲۵ درجه سلسیوس)، فشار یک اتمسفر و غلظت یک مولار الکترولیت اندازه‌گیری می‌شوند. $$E°$$ قدرت کاهندگی عنصر را نشان می‌دهد. این مطلب شامل جدول کامل سری الکتروشیمیایی و کاربردهای آن همراه با چند مثال است.
فهرست مطالب این نوشتهسری الکتروشیمیایی چیست؟
کاربردهای سری الکتروشیمیایی
اندازه گیری پتانسیل ردوکس
علامت قراردادی سری الکتروشیمیایی
نمونه سوال سری الکتروشیمیایی
الکتروشیمی چیست؟
سوالات متداول سری الکتروشیمیایی
جمع‌بندی سری الکتروشیمیایی
سری الکتروشیمیایی چیست؟
سری الکتروشیمیایی جدولی است که در آن عناصر بر اساس پتانسیل استاندارد الکترود به صورت افزایشی یا کاهشی فهرست شده‌اند. همچنین به سری الکتروشیمیایی، سری فعالیت عناصر نیز گفته می‌شود.
هرچه مقدار پتانسیل استاندارد کاهش بزرگتر باشد، کاهش یافتن عنصر آسان‌تر و اکسیدکننده بهتری است. برای مثال پتانسیل استاندارد کاهش $$F_۲$$ برابر با ۲٫۸۷+ ولت و $$Li^+$$ برابر با $$-۳٫۰۵$$ ولت است.
$$F_2(g) + 2 e^−⇌ 2 F^− = +2.87 V$$
$$Li^+ + e^−⇌ Li(s) = −3.05 V$$
مقدار پتانسیل استاندارد کاهش $$F_2$$ نشان دهنده این است که این عنصر به راحتی کاهش می‌یابد و بنابراین یک عامل اکسیدکننده خوب است. در مقابل، پتانسیل استاندارد کاهش منفی برای $$Li^+$$ نشان دهنده این است که به سختی کاهش می‌یابد. در واقع سخت کاهش یافتن $$Li^+$$ یعنی راحت‌تر اکسید می‌شود پس یک عامل کاهنده بسیار خوب است.
$$Zn^{۲+}$$ دارای پتانسیل استاندارد کاهش $$Zn^{۲+}$$ برابر با ۰٫۷۶- ولت است به عبارتی $$Zn^{۲+}$$ توسط هر عنصری که پتانسیل استاندارد کاهشی بیش از $$-۰٫۷۶$$ ولت داشته باشد اکسید شود و توسط هر الکترود با پتانسیل استاندارد کاهشی کمتر از $$-۰٫۷۶$$ ولت کاهش می‌یابد.
برای مشاهده تصویر در ابعاد بزرگتر، روی آن کلیک کنید.
نکات مهم سری الکتروشیمیایی
مهمترین نکات سری الکتروشیمیایی در زیر آورده شده است.
در سری الکتروشیمیایی پتانسیل کاهش عنصر نسبت به الکترود استاندارد هیدروژن اندازه‌گیری شده است و به عنوان معیاری از تمایل آن عنصر به کاهش توصیف می‌شود.
پتانسیل کاهش بیشتر نشان‌دهنده این است که آن عنصر راحت‌تر کاهش می‌یابد و در مقابل عنصری که پتانسیل کاهش کمتری دارد، سریع‌تر اکسید می‌شود.
عنصری که الکترون‌دهنده بهتری است، پتانسیل کاهش منفی دارد یعنی در جدول سری الکتروشیمیایی پایین‌تر قرار دارد و عنصری که الکتروفیل‌تر است، پتانسیل کاهش آنها مثبت است و در بالای جدول قرار می‌گیرند.
عناصر کاهنده قوی‌تر، پتانسیل کاهش استاندارد منفی دارند و معمولا در جدول سری الکتروشیمیایی پایین‌تر از هیدروژن قرار دارند.
عوامل کاهنده ضعیف‌تر با پتانسیل کاهش استاندارد مثبت در بالای هیدروژن فهرست شده‌اند.
در جدول سری الکتروشیمیایی با حرکت به سمت پایین قدرت عامل کاهنده افزایش و قدرت عامل اکسیدکننده کاهش پیدا میکند
کاربردهای سری الکتروشیمیایی
پتانسیل‌های الکترود استاندارد در محاسبات سیستم‌های ردوکس در زیست‌شناسی و بیوشیمی اهمیت بالایی دارند. بیشتر این سیستم‌ها وابسته به pH هستند.
پتانسیل‌های الکترود این سیستم‌ها در $$pH=۷٫۰$$ که آن‌را به صورت $$E^°_7$$ نیز نمایش می‌دهند به عنوان روشی استاندارد به منظور مقایسه قدرت اکسید یا کاهندگی فهرست می شوند. سیستم‌های ردوکس مهم در بیوشیمی عبارتند از:
NADH/NAD فلاوین‌ها پیروات/لاکتات اگزالاستات/مالات کینون/هیدروکینون
سیتوکروم‌ها نمونه‌های بسیار خوبی از چنین سیستم‌هایی هستند. عملکرد فیزیولوژیکی سیتوکروم‌ها آسان کردن انتقال الکترون است.
سیتوکروم سی
شناسایی اکسنده و کاهنده قوی
با استفاده از سری الکتروشیمیایی امکان شناسایی اکسیدکننده و کاهش دهنده خوب ممکن می‌شود. سری‌های الکتروشیمیایی کمک میکند تا یک اکسیدکننده یا عامل کاهنده خوب را شناسایی کنیم. مواردی که در سری الکتروشیمیایی در بالای جدول قرار می‌گیرند یعنی پتانسیل کاهش استاندارد مثبت دارند عامل‌های اکسیدکننده خوبی هستند و در مقابل، مواردی که در پایین جدول قرار گرفته‌اند و پتانسیل کاهش استاندارد منفی دارند، عامل کاهنده خوبی هستند. برای مثال، الکترود $$F_2$$ که پتانسیل کاهش استاندارد آن ۲٫۸۷ ولت است عامل اکسیدکننده خوب و $$Li^+$$ با پتانسیل کاهش استاندارد $$-۳٫۰۵$$ ولت عامل کاهنده قوی است.
محاسبه emf استاندارد پیل الکتروشیمیایی
نیروی الکتروموتوری یا $$emf$$ استاندارد از مجموع پتانسیل کاهش استاندارد دو نیم‌سلول محاسبه می شود.
$$E°_{cell} = E°_{red}+E°_{ox}$$
بر اساس استاندارد پتانسیل اکسیداسیون استاندارد بر حسب پتانسیل کاهش نوشته می شود. بنابراین:
پتانسیل کاهش استاندارد - = پتانسیل اکسیداسیون استاندارد
یا
$$E°_{cell}= E°_{cathode}– E°_{anode}$$
مثال: برای واکنش زیر$$2Ag^+ (aq) + Cd → 2Ag + Cd^{+2}(aq)$$
پتانسیل کاهش استاندارد داده شده به صورت زیر است:
$$Ag^+/ Ag =0.80\,volt$$
$$Cd^{+2}/ Cd = -0.40\,volt$$
با توجه به واکنش $$Cd$$ الکترون از دست می‌دهد و $$Ag^+$$ الکترون گرفته‌است؛ بنابراین نیم سلول اکسیداسیون یا آند سیستم $$Cd$$ است. با استفاده از فرمول $$E°_{cell}= E°_{cathode}– E°_{anode}$$ مقدار $$E°$$ به محاسبه می‌شود:
$$E°_{cell}= (0.80)–(-0.40)$$
$$=1.20\, volt$$
پیش بینی امکان سنجی واکنش ردوکس
اگر مقدار تغییر انرژی آزاد گیبس $$(ΔG)$$ منفی باشد، واکنش به صورت خودبه‌خودی انجام می‌شود. انرژی آزاد به صورت زیر با $$emf$$ پیل رابطه دارد.
$$ΔG°=nFE°$$
$$n$$: تعداد الکترون مبادله شده
$$F$$: ثابت فارادی
$$E°$$: مقدار $$emf$$ پیل
با توجه به رابطه بالا شرایط زیر بین $$ΔG$$ و $$E°$$ وجود دارد.
اگر $$E°$$ مثبت باشد $$ΔG$$ می تواند منفی باشد.
وقتی که $$E°$$ مثبت است، واکنش خودبه‌خودی بوده و منبع انرژی الکتریکی است یا الکتریسیته تولید میکند.
بچه ها کسی جواب رو میدونه ؟