水氧化还原反应中电极电势的计算和讨论
计算电极电势是电化学的必备技能。目前物理化学教材中，一般只给出了酸性条件下部分物质的标准电极电势（φӨ），以及如何利用Nernst方程由φӨ计算电极电势（φ）。教材中对于碱性条件下φBӨ没有涉及，学生对φBӨ不甚理解，乃至在由φBӨ计算φ时可能得到错误的结果和结论。本文以水（H2O）氧化还原反应为例，从物质的标准生成Gibbs自由能变（△fGmӨ）出发计算φӨ和φBӨ，结合酸（或碱）性条件下反应物种的分析，利用Nernst方程计算不同p H下的φ，给出φ-p H图。此外，还讨论了热力学同位素效应对φӨ和φ的影响。这可为作为相关教学和科研的参考。...
Saved in:
| Published in | 大学化学 Vol. 39; no. 8; pp. 351 - 358 |
|---|---|
| Main Authors | , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Chinese |
| Published |
北京大学
28.08.2024
中国化学会 西北大学化学与材料科学学院,西安 710127 |
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1000-8438 |
| DOI | 10.3866/PKU.DXHX202401031 |
Cover
| Abstract | 计算电极电势是电化学的必备技能。目前物理化学教材中，一般只给出了酸性条件下部分物质的标准电极电势（φӨ），以及如何利用Nernst方程由φӨ计算电极电势（φ）。教材中对于碱性条件下φBӨ没有涉及，学生对φBӨ不甚理解，乃至在由φBӨ计算φ时可能得到错误的结果和结论。本文以水（H2O）氧化还原反应为例，从物质的标准生成Gibbs自由能变（△fGmӨ）出发计算φӨ和φBӨ，结合酸（或碱）性条件下反应物种的分析，利用Nernst方程计算不同p H下的φ，给出φ-p H图。此外，还讨论了热力学同位素效应对φӨ和φ的影响。这可为作为相关教学和科研的参考。 |
|---|---|
| AbstractList | G64%O6; 计算电极电势是电化学的必备技能.目前物理化学教材中,一般只给出了酸性条件下部分物质的标准电极电势(φθ),以及如何利用Nernst方程由φθ计算电极电势(φ).教材中对于碱性条件下φBθ没有涉及,学生对φBθ不甚理解,乃至在由φBθ计算φ时可能得到错误的结果和结论.本文以水(H2O)氧化还原反应为例,从物质的标准生成Gibbs自由能变(?fGmθ)出发计算φθ和φBθ,结合酸(或碱)性条件下反应物种的分析,利用Nernst方程计算不同pH下的φ,给出φ-pH图.此外,还讨论了热力学同位素效应对φθ和φ的影响.这可为作为相关教学和科研的参考. 计算电极电势是电化学的必备技能。目前物理化学教材中，一般只给出了酸性条件下部分物质的标准电极电势（φӨ），以及如何利用Nernst方程由φӨ计算电极电势（φ）。教材中对于碱性条件下φBӨ没有涉及，学生对φBӨ不甚理解，乃至在由φBӨ计算φ时可能得到错误的结果和结论。本文以水（H2O）氧化还原反应为例，从物质的标准生成Gibbs自由能变（△fGmӨ）出发计算φӨ和φBӨ，结合酸（或碱）性条件下反应物种的分析，利用Nernst方程计算不同p H下的φ，给出φ-p H图。此外，还讨论了热力学同位素效应对φӨ和φ的影响。这可为作为相关教学和科研的参考。 |
| Abstract_FL | In electrochemistry,φ can be calculated via φθ and Nernst equation.Current physical chemistry textbooks only provide substances'φθ under acidic conditions and corresponding practices.Hence,the calculation of φ works well under acidic conditions.However,it becomes complicated under alkaline conditions for some substances cannot exist in acidic conditions.These might lead to incorrect results and confused conclusions.To address this issue,the present study calculates φθ(φBθ) from ?rGmθ based on ?fGmθ of involved substances in redox half reaction.Then,φ at different pH is calculated via Nernst equation,resulting in a φ-pH diagram.Moreover,thermodynamic isotope effects on φθ and φ are included.This may serve as a reference for teaching and research purposes. |
| Author | 郭慧林 刘季铨 杨鹰 郭晓辉 |
| AuthorAffiliation | 西北大学化学与材料科学学院,西安 710127 |
| AuthorAffiliation_xml | – name: 西北大学化学与材料科学学院,西安 710127 |
| Author_FL | Ji-Quan Liu Huilin Guo Ying Yang Xiaohui Guo |
| Author_FL_xml | – sequence: 1 fullname: Ji-Quan Liu – sequence: 2 fullname: Huilin Guo – sequence: 3 fullname: Ying Yang – sequence: 4 fullname: Xiaohui Guo |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: 刘季铨 organization: 西北大学化学与材料科学学院,西安710127 – sequence: 2 fullname: 郭慧林 organization: 西北大学化学与材料科学学院,西安710127 – sequence: 3 fullname: 杨鹰 organization: 西北大学化学与材料科学学院,西安710127 – sequence: 4 fullname: 郭晓辉 organization: 西北大学化学与材料科学学院,西安710127 |
| BookMark | eNrjYmDJy89LZWCQNDTQM7YwM9MP8A7Vc4nwiDAyMDIxMDQwNmRh4DQ0MDDQtTAxtuBg4C0uzkwyMDAyMjMyt7DkZDB7tmHLsw3Ln_ZMe7F_xtO--U_7e5_umvJkx9rnU7Y-m9cIJJ927X8-q-XFuoXP101_OqnnxboVL9bt4mFgTUvMKU7lhdLcDMFuriHOHro-_u6ezo4-usmmJpa6ZmbJpqmmFomJhqYmycZpKRYplqZGRsZJlsnGBmlJhpapINlkgzTDFJMUCwPDlFQjQxMT07REw5S0ZLM0A2NuBlWIqeWJeWmJeenxWfmlRXlA--JTKjIqwD60MDCxBKqTh6hLTiwujs8rLk6JhwcBRAUAIqllWw |
| ClassificationCodes | G64%O6 |
| ContentType | Journal Article |
| Copyright | Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved. |
| Copyright_xml | – notice: Copyright © Wanfang Data Co. Ltd. All Rights Reserved. |
| DBID | NSCOK 2B. 4A8 92I 93N PSX TCJ |
| DOI | 10.3866/PKU.DXHX202401031 |
| DatabaseName | 国家哲学社会科学文献中心 (National Center for Philosophy and Social Sciences Documentation) Wanfang Data Journals - Hong Kong WANFANG Data Centre Wanfang Data Journals 万方数据期刊 - 香港版 China Online Journals (COJ) China Online Journals (COJ) |
| DatabaseTitleList | |
| DeliveryMethod | fulltext_linktorsrc |
| Discipline | Chemistry |
| DocumentTitle_FL | Calculation and Discussion of Electrode Potentials in Redox Reactions of Water |
| EndPage | 358 |
| ExternalDocumentID | dxhx202408049 DXHX2024008049 |
| GrantInformation_xml | – fundername: (西北大学本科人才培养项目); (西北大学本科人才培养项目); (中国博士后基金); 陕西省线下一流本科课程建设项目 funderid: (西北大学本科人才培养项目); (西北大学本科人才培养项目); (中国博士后基金); 陕西省线下一流本科课程建设项目 |
| GroupedDBID | -02 5XA 5XC 92E 92I ABDBF ABJNI ACGFS ALMA_UNASSIGNED_HOLDINGS CCEZO CDRFL CW9 NSCOK TCJ TGP U1G U5L 2B. 4A8 93N PSX UY8 |
| ID | FETCH-LOGICAL-c549-66c5e58aa154c3fd8d95223b9c30fb19e5e58c0f1d4d801de21445fa1dfc6f03 |
| ISSN | 1000-8438 |
| IngestDate | Thu May 29 03:59:51 EDT 2025 Mon Feb 17 13:31:21 EST 2025 |
| IsDoiOpenAccess | true |
| IsOpenAccess | true |
| IsPeerReviewed | true |
| IsScholarly | true |
| Issue | 8 |
| Keywords | 水氧化还原反应 电极电势计算 φ-pH图 热力学同位素效应 Redox reactions of water Electrode potential calculation φ-pH Diagram Thermodynamic isotope effect |
| Language | Chinese |
| LinkModel | OpenURL |
| MergedId | FETCHMERGED-LOGICAL-c549-66c5e58aa154c3fd8d95223b9c30fb19e5e58c0f1d4d801de21445fa1dfc6f03 |
| OpenAccessLink | https://www.ncpssd.cn/Literature/articleinfo?id=DXHX2024008049&type=eJournalArticle&typename=中文期刊文章&nav=1&langType=1&pageUrl=https%253A%252F%252Fwww.ncpssd.org%252Fjournal%252Fdetails%253Fgch%253D211192%2526nav%253D1%2526langType%253D2 |
| PageCount | 8 |
| ParticipantIDs | wanfang_journals_dxhx202408049 cass_nssd_DXHX2024008049 |
| PublicationCentury | 2000 |
| PublicationDate | 2024-08-28 |
| PublicationDateYYYYMMDD | 2024-08-28 |
| PublicationDate_xml | – month: 08 year: 2024 text: 2024-08-28 day: 28 |
| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 大学化学 |
| PublicationTitle_FL | University Chemistry |
| PublicationYear | 2024 |
| Publisher | 北京大学 中国化学会 西北大学化学与材料科学学院,西安 710127 |
| Publisher_xml | – name: 中国化学会 – name: 北京大学 – name: 西北大学化学与材料科学学院,西安 710127 |
| SSID | ssib002262789 ssib051371263 ssj0050130 ssib001104985 |
| Score | 2.3947725 |
| Snippet | 计算电极电势是电化学的必备技能。目前物理化学教材中，一般只给出了酸性条件下部分物质的标准电极电势（φӨ），以及如何利用Nernst方程由φӨ计算电极电势（φ）。教材中对于碱... G64%O6; 计算电极电势是电化学的必备技能.目前物理化学教材中,一般只给出了酸性条件下部分物质的标准电极电势(φθ),以及如何利用Nernst方程由φθ计算电极电势(φ).教材中对于... |
| SourceID | wanfang cass |
| SourceType | Aggregation Database |
| StartPage | 351 |
| Title | 水氧化还原反应中电极电势的计算和讨论 |
| URI | https://www.ncpssd.cn/Literature/articleinfo?id=DXHX2024008049&type=eJournalArticle&typename=中文期刊文章&nav=1&langType=1&pageUrl=https%253A%252F%252Fwww.ncpssd.org%252Fjournal%252Fdetails%253Fgch%253D211192%2526nav%253D1%2526langType%253D2 https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/dxhx202408049 |
| Volume | 39 |
| hasFullText | 1 |
| inHoldings | 1 |
| isFullTextHit | |
| isPrint | |
| journalDatabaseRights | – providerCode: PRVEBS databaseName: EBSCOhost Academic Search Ultimate issn: 1000-8438 databaseCode: ABDBF dateStart: 20230201 customDbUrl: https://search.ebscohost.com/login.aspx?authtype=ip,shib&custid=s3936755&profile=ehost&defaultdb=asn isFulltext: true dateEnd: 99991231 titleUrlDefault: https://search.ebscohost.com/direct.asp?db=asn omitProxy: true ssIdentifier: ssj0050130 providerName: EBSCOhost |
| link | http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/link/0/eLvHCXMwnR1NaxQxNLTbg17ET1o_Sg_mJFPnK5nkmNmdpSiKYAt7W2YzMy09rOBuofQmeJKqIEXFg-JJLy49KEgv_TPux8_wvWx2d4oFq7CENy_Jy8t7m8l7meSFkNtuqn1WcOHoULtOmAnXSXM_d1hgPqLJTJsQGw8e8rWN8F6DNebmN0u7lna6rVW9d-q5kv_RKuBAr3hK9h80OyUKCIBBv5CChiE9k45pwmns0ji0gIpowqioUslpImhcp1IYTEJl3QB1KmoIxIpKqBXSWFAFmAgfY4Z0ZALWZQkDtRSSQoyiIkTKKqHKlAFAmkalj-3aLGEBuwiwPeGWURVaJqFRxUvcWsxE_yZHWPYxJ6CJpDIA2rMikorAcM-pYIau4V5GsyKAqBl-JI3h555aWRrKKDDouiyvg_ghLuzac-X4zzUdY0YcY9ajs_TKChrUMGZIugYwLaMQQbLeieoWkFhA-TAMTrSrkM07EcZMi0qTCp7eF-E4is1k1hmHcLKjS5SmkMAG4M3tkzhtogsExzWXR_c3VmuNtQbKw1zYMZvVp3sts92tXZMvwBmcJws-TH9uhSyouBbXZ5YzuOWyFMYIrHK_dBEB84LI8_nUyGH4wdtsJLBdG28YQLbu_sEUWDsaPEFzLK5dpO3NkgW3fpFcsK7XihqPo0tkbm_rMjlXndx4eIXwweH3weGX_v7b0fH7_qtP_dcv-0cHv35-Gx78GHx8Bmn_xfHww_NR7_Ow967_Zn_U-zrqHV0lj-vJenXNsfeKOJqF0uFcs5yJNAXvQQdFJjIJTkjQkjpwi5Ync8zVbuFl-OryshyjCrIi9bJC88INrpFK-0k7XyQrgeaikJEo8hRD5_G0AOPbb4U888CLL_gSWcSON9udTtacisQoYoksW2E07Qul0zyhqet_K3CDnJ8Ng5uk0n26k98CA7nbWrbK_Q0h7orC |
| linkProvider | EBSCOhost |
| openUrl | ctx_ver=Z39.88-2004&ctx_enc=info%3Aofi%2Fenc%3AUTF-8&rfr_id=info%3Asid%2Fsummon.serialssolutions.com&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Ajournal&rft.genre=article&rft.atitle=%E6%B0%B4%E6%B0%A7%E5%8C%96%E8%BF%98%E5%8E%9F%E5%8F%8D%E5%BA%94%E4%B8%AD%E7%94%B5%E6%9E%81%E7%94%B5%E5%8A%BF%E7%9A%84%E8%AE%A1%E7%AE%97%E5%92%8C%E8%AE%A8%E8%AE%BA&rft.jtitle=%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E5%8C%96%E5%AD%A6&rft.au=%E5%88%98%E5%AD%A3%E9%93%A8&rft.au=%E9%83%AD%E6%85%A7%E6%9E%97&rft.au=%E6%9D%A8%E9%B9%B0&rft.au=%E9%83%AD%E6%99%93%E8%BE%89&rft.date=2024-08-28&rft.pub=%E8%A5%BF%E5%8C%97%E5%A4%A7%E5%AD%A6%E5%8C%96%E5%AD%A6%E4%B8%8E%E6%9D%90%E6%96%99%E7%A7%91%E5%AD%A6%E5%AD%A6%E9%99%A2%2C%E8%A5%BF%E5%AE%89+710127&rft.issn=1000-8438&rft.volume=39&rft.issue=8&rft.spage=351&rft.epage=358&rft_id=info:doi/10.3866%2FPKU.DXHX202401031&rft.externalDocID=dxhx202408049 |
| thumbnail_s | http://utb.summon.serialssolutions.com/2.0.0/image/custom?url=http%3A%2F%2Fwww.wanfangdata.com.cn%2Fimages%2FPeriodicalImages%2Fdxhx%2Fdxhx.jpg |