Dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế
Hóa học phản ứng
Dưỡng hóa hoàn nguyênThị nhất loại quảng phiếm tồn tại đích trọng yếu phản ứng, sở vịDưỡng hóa hoàn nguyên phản ứngThị chỉ điện tử tòng nhất chủng vật chất chuyển di đáo lánh nhất chủng vật chất thượng đích hóa học phản ứng. Tại dưỡng hóa hoàn nguyên phản ứng trung, đắc đáo điện tử đích vật chất thị dưỡng hóa tề, thất khứ điện tử đích vật chất thịHoàn nguyên tề;Hoàn nguyên tề thất khứ điện tử bị dưỡng hóa, dưỡng hóa tề đắc đáo điện tử bị hoàn nguyên. Dưỡng hóa phản ứng vãng vãng thị khả nghịch đích, tại hoàn nguyên tề cung xuất điện tử hậu biến thành dưỡng hóa tề, tác vi dưỡng hóa tề hựu khả dĩ tiếp thụ điện tử biến thành hoàn nguyên tề. Hoàn nguyên tề thất khứ điện tử đích khuynh hướng ( hoặc dưỡng hóa tề đắc đáo điện tử đích khuynh hướng ) đích đại tiểu, tắc xưng vi dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế. Tại tiêu chuẩn điều kiện hạ, mỗi nhất cá dưỡng hóa hoàn nguyên điện đối đô hữu nhất cá tiêu chuẩn đích dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế.
- Trung văn danh
- Dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế
- Ngoại văn danh
- Redox potential
- Loại biệt
- Hóa học
- Ứng dụng
- Điện hóa học
- Lý luận cơ sở
- Vật lý hóa học
1889 niên, đức quốc hóa học gia năng tư đặc ( H.W.Nernst ) đề xuất liễuSong điện tằng lý luậnLai thuyết minh điện thế soa cập nguyên điện trì sản sinh điện lưu đích cơ lý. Căn cư song điện tằng lý luận, đương bả nhất kim chúc điện cực M phóng nhập tha đích diêm dung dịch tựu cấu thành nhất cá bán điện trì, tạiKim chúcDữ kỳ diêm dung dịch đích tiếp xúc diện thượng hội phát sinh lưỡng cá bất đồng đích quá trình: Nhất cá kim chúc biểu diện đích dương ly tử thụ cực tính thủy phân tử đích hấp dẫn tiến nhập dung dịch đích quá trình ( kim chúc việt hoạt bát, dung dịch việt hi, giá chủng khuynh hướng việt đại ); lánh nhất cá thị dung dịch trung đíchThủy hợp kim chúc ly tửTại kim chúc biểu diện thụ đáo tự do điện tử đích hấp dẫn nhi trầm tích tại kim chúc biểu diện đích quá trình ( kim chúc việt bất hoạt bát, dung dịch nùng độ việt đại, giá chủng khuynh hướng việt đại ). Đương giá lưỡng chủng phương hướng tương phản đích quá trình tiến hành đích tốc suất tương đẳng thời, tức đạt đáo động thái bình hành: M=MTông hậu hồng bôn n++ne-,Tiền nhất cá quá trình đích kết quả thị tại kim chúc dữ kỳ diêm dung dịch đích tiếp xúc giới diện kiến lập khởi do đái phụ điện hà đích điện tử hòa đái chínhĐiện hàĐích kim chúc ngục a ly tử sở cấu thành đíchSong điện tằng.Hậu nhất cá quá trình tại bình hành thời kim chúc biểu diện tụ tập liễu kim chúc ly tử nhi f đái chính điện hà, dung dịch đái phụ điện hà, tòng nhi cấu thành liễu tương ứng đích song điện tằng, giá chủng song điện tằng chi gian tựu tồn tại nhất định đích điện thế soa.
Sự thật thượng, điện cực điện thế đích tuyệt đối trị vô pháp trắc định, chỉ năng tuyển định mỗ nhất điện đối đích điện cực điện thế tác vi tham bỉ tiêu chuẩn, tương kỳ tha điện đối đích điện cực điện thế dữ tha bỉ giác nhi cầu xuất các điện đối bình hành điện thế đích tương đối trị. Căn cưQuốc tế thuần túy dữ ứng dụng hóa học liên hợp hội( IUPAC ) đích kiến nghị, thông phó nâm liên thường tuyểnTiêu chuẩn khinh điện cựcVi tham bỉ tiêu chuẩn, sở trắc đắc đích điện thế xưng khinh tiêu điện thế, tịnh thả quy định khinhTiêu chuẩn điện cực điện thếVi linh. Tiêu chuẩn khinh điện cực thị do nhất cá độ hữu bạc kim đích đồng điện cực, tại 25℃ nhất cá đại khí áp thời, tẩm vu khinh ly tử hoạt độ vi 1mol/L đích dung dịch trung, kỳ pH=0 ( tiêu chuẩn trạng thái ) nhi tổ thành đích.
Do lưỡng cá điện cực tức lưỡng cá bán điện trì tổ thành đích nguyên điện trì, kỳ điện cực điện thế ( E ) chi soa tức điện động thế khả dĩ trắc lượng. Kỳ gian quan hủ lăng khương hệ vi: ε=EChính cực-EPhụ cực,Căn cư vật chất đích dưỡng hóa hoàn nguyên năng lực, khả dĩ khán xuất điện cực điện thế đại sổ trị việt tiểu, điện đối sở đối ứng đích hoàn nguyên hình vật chất hoàn nguyên năng lực việt cường, dưỡng hóa hình vật chất dưỡng hóa năng lực việt nhược; điện cực điện thế đại sổ trị việt đại, điện đối sở đối ứng đích hoàn nguyên hình vật chất hoàn nguyên năng lực việt nhược, dưỡng hóa hình vật chất dưỡng hóa năng lực việt cường. Nhân thử, điện cực điện thế khả dĩ biểu kỳ dưỡng hóa hoàn nguyên đối sở đối ứng đích dưỡng hóa hình vật chất hoặc hoàn nguyên hình vật chất đắc thất điện tử năng lực ( tức dưỡng hóa hoàn nguyên năng lực ) đích tương đối đại tiểu.
Kinh quá trắc lượng khinh tử điện trì hòa suý tuần ba đồng tử điện trì đích điện động thế, đắc đáo tử đíchTiêu chuẩn điện cực điện thếVi -0.763V, đồng đích tiêu chuẩn điện cực điện thế kích hí vi +0. 34V. Nhân thử, tử đích hoàn nguyên năng lực cường, nhi đồng ly tử đích dưỡng hóa năng lực cường. Hoàn nguyên tề thất điệu điện tử đích khuynh hướng (Dưỡng hóa tềĐắc đáo điện tử đích khuynh hướng ) xưng vi bị sáo tội dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế. Tại thật tế công tác trung, do vu khinh điện cực sử dụng bất tiện, nhân thử thường dụng dịch vu chế bị, sử dụng phương tiện nhi thả điện cực điện thế ổn định đíchCam hống điện cựcBi mạt điệp đẳng tác vi điện cực điện thế đích đối bỉ tham khảo, xưng vi tham bỉ điện cực.[1]
Sinh vật dưỡng hóa quá trình trung phát sinh đích sinh hóa phản ứng đích năng lượng biến hóa dữ nhất bàn hóa học phản ứng nhất dạng khả dụng nhiệt lực học thượng đích tự do năng biến hóa lai miêu thuật. Tự do năng ( freeenergy ) thị chỉ nhất cá thể hệ đích tổng năng lượng trung, tại hằng ôn hằng áp điều kiện hạ năng cú tố công đích na nhất bộ phân năng lượng, hựu xưng vi Gibbs tự do năng, dụng phù hào G biểu kỳ. Vật chất trung đích tự do năng ( G ) hàm lượng thị bất dịch trắc định đích, đãn hóa học phản ứng đích tự do năng biến hóa ( ΔG ) thị khả dĩ trắc định đích. ΔG ngận hữu dụng, tha biểu kỳ tòng mỗ phản ứng khả dĩ đắc đáo đa thiếu hữu dụng công, dã thị hành lượng hóa học phản ứng đích tự phát tính đích tiêu chuẩn. Lệ như, vật chất A chuyển biến vi vật chất B đích phản ứng: ΔG=GB-GA,Đương ΔG vi phụ trị thời, thị phóng năng phản ứng, khả dĩ sản sinh hữu dụng công, phản ứng khả tự phát tiến hành; nhược ΔG vi chính trị thời, thị hấp năng phản ứng, vi phi tự phát phản ứng, tất tu cung cấp năng lượng phản ứng tài khả tiến hành, kỳ nghịch phản ứng thị tự phát đích.
ΔG=ΔG0-In
Tại nhất cáDưỡng hóa hoàn nguyên phản ứngTrung, khả tòng phản ứng vật đích tiêu chuẩn dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế E0Kế toán xuất giá cá dưỡng hóa hoàn nguyên phản ứng đích tự do năng biến hóa ( ΔG0), ΔG0Dữ dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế đích quan hệ như hạ: ΔG0=-nFΔE0,Kỳ trung n biểu kỳ chuyển di đích điện tử sổ, F vi pháp lạp đệ thường sổ ( 1 pháp lạp đệ =96485C/mol ), ΔE0 đích đan vị vi V, ΔG0 đích đan vị vi J/mol. Đương ΔE0Vi chính trị thời, ΔG0Vi phụ trị, thị phóng năng phản ứng, phản ứng năng tự phát tiến hành; ΔE0Vi phụ trị thời, ΔG0Vi chính trị, thị hấp năng phản ứng, phản ứng bất năng tự phát tiến hành[2].
1, dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế thủ tiên khả dĩ bỉ giác dưỡng hóa tề hoặc hoàn nguyên tề đích tương đối cường nhược, điện cực điện thế đích đại tiểu phản ánh vật chất tại thủy dung dịch trung dưỡng hóa hoàn nguyên năng lực đích cường nhược.Điện cực điện thếCao, đối ứng điện đối trung đích dưỡng hóa hình vật chất thị cường dưỡng hóa tề; hoàn nguyên hình vật chất thị nhược hoàn nguyên tề; điện cực điện thế đê, đối ứng điện đối trung đích hoàn nguyên hình vật chất thị cường hoàn nguyên tề, dưỡng hóa hình vật chất thị nhược dưỡng hóa tề.
2, dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế kỳ thứ khả dĩ kế toán nguyên điện trì đích tiêu chuẩn điện động thế E0Hòa điện động thế E, tại tổ thành nguyên điện trì đích lưỡng cá bán điện trì trung, điện cực điện thế đại sổ trị giác đại đích bán điện trì thị nguyên điện trì đích chính cực, điện cực điện thế đại sổ trị giác tiểu đích bán điện trì thị nguyên điện trì đích phụ cực. Nguyên điện trì đích điện động thế đẳng vu chính cực đích điện cực điện thế giảm khứ phụ cực đích điện cực điện thế.
3, dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế hoàn khả dĩ phán đoạnDưỡng hóa hoàn nguyên phản ứngTiến hành đích trình độ, hóa học phản ứng tiến hành đích trình độ khả dĩ căn cư tiêu chuẩn bình hành thường sổ lai hành lượng, dưỡng hóa hoàn nguyên phản ứng đích tiêu chuẩn bình hành thường sổ khả căn cư hữu quan điện đối đích tiêu chuẩn điện cực điện thế cầu đắc, nhân thử, dụng điện cực điện thế khả dĩ phán đoạn dưỡng hóa hoàn nguyên phản ứng tiến hành đích trình độ.
4, dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế năng trắc định dung dịch đích pH cập vật chất đích mỗ ta thường sổ nhược toan đích pH, giải ly thường sổ K, nan dung hóa hợp vật đích dung độ tích Ksp,Phối hợp vật đích ổn định thường sổ KfĐẳng đô khả dĩ dụng trắc định điện trì điện cực điện thế đích phương pháp cầu đắc.[3]
5, tối hậu dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế tại sinh vật lĩnh vực nội hữu nhất định đích ứng dụng, ngã môn tri đạo cơ thể hoàn cảnh trung đích dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế hòa tha đích hàm dưỡng lượng hữu trứ mật thiết đích tương quan tính. Hoàn cảnh trung đích dưỡng nùng độ giảm thiếu, do vu hoàn nguyên tác dụng nhi tạo thành dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế hàng đê, nhân thử dưỡng nùng độ dữ dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế chi gian hữu mật thiết quan hệ, đãn lưỡng giả đối yếm dưỡng khuẩn đích sinh trường phồn thực hoàn một hữu hoàn toàn lộng thanh sở. Chính thường nhân tổ chức trung đích dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế ước vi +150mV, nhi nhân thể đại tràng trung đích dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế ước vi -250mV, nhân thử hàm hữu đại lượng đích yếm dưỡng khuẩn. Phổ thông bồi dưỡng cơ tại hữu dưỡng đích hoàn cảnh hạ, dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế tại +300mV tả hữu, nhi yếm dưỡng khuẩn nhu tại -200mV tả hữu tài năng sinh trường, cốYếm dưỡng khuẩn bồi dưỡngTất tu dữ dưỡng cách tuyệt, hoặc hàng đê bồi dưỡng cơ đích dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế. Hanke đẳng ( 1943 ) đề xuất hoàn cảnh trung đích dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế thị yếm dưỡng khuẩn sinh trường đích quyết định tính nhân tố, tha môn nhận vi mỗ ta yếm dưỡng khuẩn bồi dưỡng tại dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế đê đích bồi dưỡng cơ thượng, tức sử phóng tại hữu dưỡng đích khí thể trung dã năng sinh trường. Đãn dã hữu nhân nhận vi đối yếm dưỡng khuẩn sinh trường khởi quyết định tính tác dụng đích thị dưỡng trương lực, nhi bất thị dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế, như loại can khuẩn, đột phá nha bào toa khuẩn, khoách đại tiêu hóa liên cầu khuẩn đẳng đa chủng yếm dưỡng khuẩn, quân năng tại vô dưỡng hoàn cảnh hạ sinh trường, tịnh bất thụ hoàn cảnh trung dưỡng hóa hoàn nguyên điện thế đích ảnh hưởng[4].
