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氧化還原電對
鎖定
- 中文名
- 氧化還原電對
- 外文名
- oxidation-reduction couples
- 實 質
- 氧化和還原型物質構成的共軛體系
- 歸 屬
- 氧化還原反應
- 特 點
- 包含氧化和還原兩個半反應
- 表 示
- 氧化型/還原型
目錄
氧化還原電對氧化還原電對和原電池
在氧化還原反應中,氧化劑獲得電子由氧化型變為還原型,還原劑失去電子由還原型變為氧化型。由物質本身的氧化型和還原型組成的體系稱為氧化還原電對。例如:
I2 + 2e- == 2I- 電對I2/I-
Zn2+ + 2e- == Zn 電對Zn2+/Zn
氧化還原電對(1張)
每一個電對對應的氧化還原反應,稱為半反應。各電對對電子接受和給出的能力是不同的。因此,當把兩個接受和給出電子能力不同的電對用導線連接起來時,就有電流流通,這就叫做原電池,見圖1。
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氧化還原電對氧化還原電對的作用
氧化劑或還原劑的強弱,可用氧化還原電對的電極電位來衡量。對一個氧化還原反應來説,若Ox表示某一電對的氧化態,Red表示它的還原態,n為電子轉移數,該電對的氧化還原半反應為 Ox + ne- == Red
氧化還原電對氧化還原電對應用
氧化-還原電對添加劑
氧化-還原電對添加劑的研究始於二次鋰電池的限壓保護,如今已經成為鋰離子電池限壓添加劑的主要組成部分,這類化合物包括芳香族化合物、金屬茂化合物、聚吡啶配合物、鋰的鹵化物、噻蒽、茴香醚、聯(二)茴香醚以及吩嗪等。
氧化-還原電對添加劑在電解液中的作用機理是:在正常充電條件下,氧化-還原電對[O]/[R]穩定存在於電解液中,不參加任何化學或電化學反應,對電池宏觀電化學性能沒有影響;當電池電壓達到或超過電池截至電壓時,還原態[R]在陰極表面被氧化,氧化產物[O]擴散到陽極表面被還原成為[R],還原產物[R]再擴散到陰極繼續被氧化,整個過程沿“氧化—擴散—還原—擴散”循環進行。這樣,陰極電位就被鎖定在氧化-還原電對[O]/[R]的氧化電位附近,直到充電結束。在限壓添加劑的工作過程中,法拉第電流僅僅是通過可逆的氧化-還原反應來承載,過充的電量既沒有被儲存在兩電極,也沒有用於電解液的不可逆氧化分解,只是伴隨着添加劑的氧化一還原反應以熱的形式釋放出來,從這個意義上講,限壓添加劑的使用不會對電池造成根本性的破壞。
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