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氧化還原電勢(shì)與氧化還原反應(yīng)

氧化還原是一類廣泛存在的重要反應(yīng)，是指電子從一種物質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)上的化學(xué)反應(yīng)。在氧化還原反應(yīng)中，得到電子的物質(zhì)是氧化劑，失去電子的物質(zhì)是還原劑；還原劑失去電子被氧化，氧化劑得到電子被還原。氧化反應(yīng)往往是可逆的，在還原劑供出電子后變成氧化劑，作為氧化劑又可以接受電子變成還原劑。

還原劑失去電子的傾向(或氧化劑得到電子的傾向)的大小，則稱為氧化還原電勢(shì)。氧化還原電勢(shì)，我們也稱作氧化還原電位，就是用來反映水溶液中所有物質(zhì)表現(xiàn)出來的宏觀氧化-還原性。氧化還原電位越高，氧化性越強(qiáng)，電位越低，氧化性越弱。電位為正表示溶液顯示出一定的氧化性，為負(fù)則說明溶液顯示出還原性。在標(biāo)準(zhǔn)條件下，每一個(gè)氧化還原電對(duì)都有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的氧化還原電勢(shì)。

氧化還原電勢(shì)是一個(gè)衡量電極反應(yīng)趨勢(shì)的參數(shù)，也是判斷氧化還原反應(yīng)能否進(jìn)行的依據(jù)。當(dāng)一個(gè)金屬電極浸在該金屬的一種鹽類溶液中時(shí)，金屬中的原子有離開晶格，轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘僬x子進(jìn)入溶液的傾向；溶液中的金屬離子也有在金屬電極的表面還原為原子而沉積的趨勢(shì)。這樣在電極表面上因聚積電子而帶負(fù)電，靠近電極表面的溶液中可能聚積著金屬離子而帶正電；或者相反。因而在電極和溶液之間存在著一定的電勢(shì)差。不同的金屬在不同濃度的鹽溶液中的電勢(shì)差也各不相同，沒有可能也沒有必要去測(cè)定各種物質(zhì)氧化還原電勢(shì)的絕對(duì)值，將1大氣壓氫氣所飽和的鉑片與濃度為1摩爾/升的氫離子溶液之間的電勢(shì)差規(guī)定為零。

氧化還原電勢(shì)的測(cè)定

對(duì)于一個(gè)水體來說，往往存在多種氧化還原電位，構(gòu)成復(fù)雜的氧化還原體系。而其氧化還原電位是多種氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的綜合結(jié)果。這一指標(biāo)雖然不能作為某種氧化物質(zhì)與還原物質(zhì)濃度的指標(biāo)，但有助于了解水體的電化學(xué)特征，分析水體的性質(zhì)，是一項(xiàng)綜合性指標(biāo)。

測(cè)定方法如下：

以鉑電極作指示電極，飽和甘汞電極作參比電極，與水樣組成原電池。用電子毫伏計(jì)或通用pH計(jì)測(cè)定鉑電極相對(duì)于飽和甘汞電極的氧化還原電位，然后再換算組成相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的氧化還原電位作為報(bào)告結(jié)果。

計(jì)算式： Ψn = Ψind + Ψref

式中： Ψn ——被測(cè)水樣的氧化還原電位，mV；

Ψind ——實(shí)測(cè)水樣的氧化還原電位，mV；

Ψref ——測(cè)定溫度下飽和甘汞電極的電極電位，mV，可從物理化學(xué)手冊(cè)中查到。

注意事項(xiàng)：

水體的氧化還原電位必須在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。

氧化還原電位受溶液溫度、pH及化學(xué)反應(yīng)可逆性等因素影響。

氧化還原電勢(shì)的作用

1、可以利用氧化還原電勢(shì)判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度，化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)來衡量,氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)可根據(jù)有關(guān)電對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)求得,因此,用電極電勢(shì)可以判斷氧化還原反應(yīng)進(jìn)行的程度。

2、氧化還原電勢(shì)也可以用來比較氧化劑或還原劑的相對(duì)強(qiáng)弱，電極電勢(shì)的大小反映物質(zhì)在水溶液中氧化還原能力的強(qiáng)弱。電極電勢(shì)高，對(duì)應(yīng)電對(duì)中的氧化型物質(zhì)是強(qiáng)氧化劑；還原型物質(zhì)是弱還原劑;電極電勢(shì)低，對(duì)應(yīng)電對(duì)中的還原型物質(zhì)是強(qiáng)還原劑,氧化型物質(zhì)是弱氧化劑。

3、測(cè)定溶液的pH及物質(zhì)的某些常數(shù)弱酸的pH、解離常數(shù)K、難溶化合物的溶度積Ksp、配合物的穩(wěn)定常數(shù)Kf等都可以用測(cè)定電池氧化還原電勢(shì)的方法求得。

4、在生物領(lǐng)域內(nèi)氧化還原電勢(shì)有一定的應(yīng)用，我們知道機(jī)體環(huán)境中的氧化還原電勢(shì)和它的含氧量有著密切的相關(guān)性。環(huán)境中的氧濃度減少，由于還原作用而造成氧化還原電勢(shì)降低，因此氧濃度與氧化還原電勢(shì)之間有密切關(guān)系， 但兩者對(duì)厭氧菌的生長(zhǎng)繁殖還沒有完全弄清楚。

5、最后，氧化還原電勢(shì)可以計(jì)算原電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)E0和電動(dòng)勢(shì)E，在組成原電池的兩個(gè)半電池中，電極電勢(shì)代數(shù)值較大的半電池是原電池的正極，電極電勢(shì)代數(shù)值較小的半電池是原電池的負(fù)極。原電池的電動(dòng)勢(shì)等于正極的電極電勢(shì)減去負(fù)極的電極電勢(shì)。

氧化還原電勢(shì)應(yīng)用——對(duì)于池塘底質(zhì)的意義

在養(yǎng)殖過程中，吃糖底質(zhì)的好壞對(duì)于漁業(yè)養(yǎng)殖的影響十分巨大。但是在養(yǎng)殖期間，我們僅能依靠把底泥打撈上來憑感官去判斷底泥的好壞。通過摸索池塘底質(zhì)有機(jī)物的分解規(guī)律以及厭氧分解產(chǎn)生的還原產(chǎn)物的出現(xiàn)先后規(guī)律和氧化還原電勢(shì)之間的關(guān)系，我們就可以發(fā)現(xiàn)底質(zhì)與氧化還原電位之間存在著必然的聯(lián)系。池塘底質(zhì)的氧化還原電位能夠在一定程度上反映整個(gè)底質(zhì)的情況，從而為養(yǎng)殖過程中底質(zhì)好壞的判斷提供更多的參考。

通過對(duì)底泥表層的氧化還原電位的測(cè)量，還可以從一個(gè)側(cè)面判斷池塘底部的溶解氧狀況，以便及時(shí)采取措施，維持池塘底泥表層的好氧條件，防止表層以下的底泥厭氧呼吸產(chǎn)生硫化氫，亞硝酸鹽等還原性產(chǎn)物進(jìn)入養(yǎng)殖水體，對(duì)養(yǎng)殖過程中的魚蝦造成危害。

氧化還原電位的變化與溶氧的變化高度負(fù)相關(guān)，導(dǎo)致池塘底質(zhì)氧化還原電勢(shì)不斷降低的根本原因就在于池塘底部溶解氧不足時(shí)，微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行厭氧分解，底泥中處于氧化態(tài)的無機(jī)物充當(dāng)電子受體，不斷被還原，從而導(dǎo)致底泥中的氧化還原電位不斷下降。

通過對(duì)導(dǎo)致底泥氧化還原電位降低的因素的分析，我們可以從采取氧化型和表面活性劑型改良劑改良底質(zhì)；合理搭配漁用增氧機(jī)械，保證池塘底部溶氧的充足；減少池塘底部有機(jī)物的來源三個(gè)角度入手，去解決池塘底質(zhì)氧化還原電位不斷降低的問題。

2018-07-07 17:12:28 1005 http://www.yiqi.com/citiao/detail_927.html 熱門標(biāo)簽： 等電位的作用是什么_等電勢(shì)_等電位怎么接線電極電勢(shì)_電極電位_標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)_能斯特方程接觸電勢(shì)_金屬接觸電勢(shì)差_降低接觸電勢(shì)