还原电位

还原电位又称氧化还原电位（英語：Redox potential），指的是电活性物质发生电还原反应时的电极电位^[1]。还原电位的单位是伏特或毫伏。每种电活性物质有其特定的还原电位，还原电位值越正，代表该物质具有更强的得电子能力，即氧化性。氧化还原电位也可以反映水的抗菌能力^[2]

测量与解释

在水溶液中，还原电位衡量的是当引入新的物质时，溶液得到或失去电子的趋势。当溶液的还原电位比新物质高时，溶液有从新物质获得电子，即氧化新物质的趋势；当溶液的还原电位比新物质低时，溶液有失去电子给新物质，即被新物质氧化的趋势。由于绝对电极电位（英语：Absolute electrode potential）的值几乎无法确定，一般通过将标准电极、惰性感应电极和溶液通过盐桥连接来确定各物质的电极电位。^[3]

感应电极一般由铂制成，有时候也用金或石墨。标准氢电极作为标准电极来决定所有电活性物质的标准还原电位。但这种电极容易损坏，不易用于实际测量。由于性质比较稳定，其它的标准电极如氯化银电极（英语：Silver chloride electrode）和飽和甘汞電極也是常用的标准电极。

很多因素会影响到电活性物质的还原电位的测量，比如溶液温度、pH值、反应是否可逆、多氧化还原对、电极中毒、较小的交换电流和惰性氧化还原对等。于是，实验测量很少能与计算值吻合。不过还原电位的变化趋势是研究氧化还原反应的重要工具。

标准还原电位

参见：标准氢电极

标准还原电位（${\displaystyle E_{0}}$ ）是在标准状况下测量的: 25摄氏度, 参加化学反应的各离子的活度都是1, 而每种气体的分压也均是1巴,金属均保持纯态。

能斯特方程

对于以下的半电池反应:

${\displaystyle aA+bB+n[e^{-}]+h[{\ce {H+}}]=cC+dD.}$ 

标准电极电位${\displaystyle E_{0}}$ 有以下表达

${\displaystyle E_{0}({\text{volts}})=-{\frac {\Delta G^{\ominus }}{nF}},}$ 

此处${\displaystyle \Delta G^{\ominus }}$ 指的是标准吉布斯自由能变，n指的是电子的转移数,F是法拉第常数。

能斯特方程描述了pH和${\displaystyle E_{h}}$ 之间的关系:

${\displaystyle E_{h}=E_{0}+{\frac {0.05916}{n}}\log \left({\frac {\{A\}^{a}\{B\}^{b}}{\{C\}^{c}\{D\}^{d}}}\right)-{\frac {0.05916\,h}{n}}{\text{pH}},}$ ^{[來源請求]}

参考文献

1. 还原电位. 术语在线. 全国科学技术名词审定委员会事务中心. [2021-04-22]. （原始内容于2021-04-22）. 
2. Trevor V. Suslow, 2004. Oxidation-Reduction Potential for Water Disinfection Monitoring, Control, and Documentation, University of California Davis, http://anrcatalog.ucdavis.edu/pdf/8149.pdf （页面存档备份，存于互联网档案馆）
3. vanLoon, Gary; Duffy, Stephen. Environmental Chemistry -(*Gary Wallace) a global perspective 3rd. Oxford University Press. 2011: 235–248. ISBN 978-0-19-922886-7.