2H+(1.0mol·L-1)+2e-H2(100kPa)

其他電極與之相比,如Cu2+/Cu=0.34,表示銅電極電勢比氫電極高0.34V;而Zn2+/Zn=-0.76V,表示鋅電極電勢比氫電極低0.76V。由此可以求得銅電極電勢比鋅電極高1.10V,即鋅銅電池的電動勢為1.10V。

利用電極反應,可以判別水溶液中氧化還原反應的方向。電極反應物質有氧化態與還原態,在書寫反應方程式時,氧化態物質寫在左邊,得電子變為還原態,還原態物質寫在右邊。電極反應的E值越大,表示氧化態物質得電子能力越大,即氧化能力越大。

如表裏左下方的氧化態物質F2,Cl2,S2O2-8,MnO-4等都是很強的氧化劑。反之E值越小,氧化態得電子能力越小或還原態失電子能力越大,亦即右上方還原態物質如K,Na,Zn等都是強還原劑。由此可知表中左下方的氧化態物質可以和右上方的還原在物質起反應;反之右下方的還原態物質不能和左上方氧化態物質起反應。例如H+和Fe可以起反應生成H2和Fe2+,而H+不能和Ag起反應,此即鐵能和酸起置換反應放出H2,而銀不能和酸起反應。同理,可以判斷Cl2能氧化Br-或I-,但Fe3+隻能使I-變為I2,而不能使Br-變為Br2。化學手冊裏有許多常見物質的有關E0值可供參考。

任何兩個電極反應都可組成一個氧化還原反應,理論上都可以設計成一個電池,但真要做成一個有實際應用價值的電池並非易事。目前我們最熟悉而又經常使用的莫過於鋅錳幹電池和鉛蓄電池。

地球上最根本的能源是太陽能,煤,石油中的化學能是由太陽能轉化而成的風能、生物能、海洋能等其實也都來自太陽能。太陽每年輻射到地球表麵的能量為50×1018kJ,相當於目前全世界能量消費的1.3萬倍,真可謂取之不盡用之不竭,因此利用太陽能的前景非常誘人。陽光普照大地,單位麵積上所受到輻射熱並不大,如何把分散的熱量聚集在一起成為有用的能量是問題的關鍵。太陽能的利用方式是光熱轉化或光電轉化。

太陽能的熱利用是通過集熱器進行光熱轉化的,集熱器也就是太陽能熱水器。它的板芯由塗了吸熱材料的鋼片製成的,封裝在玻璃鋼外殼中。鋼片隻是導熱體,進行光熱轉化的是吸熱塗層,這是特殊的有機高分子化合物。封裝材料也很有講究,既要有高透光率,又要有良好的絕熱性。隨塗層、材料、封裝技術和熱水器的結構設計等不同,終端使用溫度較低的在100℃以下,可供生活熱水、取暖等;中等溫度在100~300℃之間,可供烹調、工業用熱等;高溫的可達300℃以上,可以供發電站使用。20世紀70年代石油危機之後,這類熱水器曾有蓬勃發展,特別是在美國、以色列、日本、澳大利亞等國家安裝家用太陽能熱水器的住宅很多(10%~35%)。80年代在美國已建成若幹示範性的太陽能熱發電站,用特殊的拋物麵反光鏡聚集熱量獲得高溫蒸汽送到發電機進行發電。