还原电位
表示物质获得电子倾向的电化学参数
还原电位(Reduction Potential)是表征物质在溶液中获得电子能力的物理量,其数值通过原电池电动势测量确定。测定时需以标准氢电极(H+/H2)为基准,通过与待测电极组成原电池测得相对电势值。数值越高代表氧化型物质越强,反之则还原型物质越强。生物体内细胞色素CNAD等物质的还原电位分布在200mV至-420mV范围,影响着微生物的代谢活动。该参数受温度、pH值及化学反应可逆性等因素制约,需通过铂电极甘汞电极系统进行现场测量。
基本概念
还原电位是描述氧化还原反应中物质获得电子能力的量化指标,其绝对值无法直接测量,必须通过待测电极与标准氢电极组成的原电池系统测得相对值。标准氢电极的电势(φθ)被规定为0伏特,其他物质的电极电势均以此为基准进行测定。例如铜电极与氢电极连通时测得+0.34V,表明Cu2+/Cu对的还原电位为正值。
测定方法
测量系统由铂电极和甘汞电极组成,通过公式Ψn = Ψind + Ψref完成电位换算。实际测量中需注意:
应用领域
反应趋势判断
电势值高低直接决定物质的氧化还原能力:
电动势计算
标准电动势Eθ可通过电极电势差求得:Eθ=φθ(正极)-φθ(负极)。以铜锌原电池为例,其电动势为0.34V-(-0.76V)=1.10V。
生物代谢分析
在生物体系中(2021年数据):
影响因素
温度变化
每升高1℃引起电位变化约0.2mV,需通过能斯特方程进行温度校正。
pH值影响
H+参与的反应受pH显著影响,例如MnO4-/Mn2+体系在酸性条件下的电位比碱性条件高1.5V以上。
浓度效应
根据能斯特方程,氧化态物质浓度增加将提升电极电势,该关系在可逆反应体系中成立。
最新修订时间:2025-12-26 17:33
目录
概述
基本概念
测定方法
应用领域
参考资料