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金屬可以看成是由離子和自由電子組成。
金屬離子以點(diǎn)陳排列,電子在其間運(yùn)動(dòng)。如果我們把金屬,例如鋅片,浸入合適的電解質(zhì)溶液(如ZnSO4)中,由于金屬中的化學(xué)勢(shì)大于溶液中的化學(xué)勢(shì)。鋅就不斷溶解下來進(jìn)入溶液中。進(jìn)入溶液中,電子被留在金屬片上,其結(jié)果是在金屬與溶液的界面上金屬帶負(fù)電,溶液帶正電,兩相間形成了雙電層,建立了電位差,這種雙電層將排斥繼續(xù)進(jìn)入溶液,金屬表面的負(fù)電荷對(duì)溶液中的又有吸引,形成了相間平衡電極電位。對(duì)于給定的電極而言,電極電位是一個(gè)確定的常量,對(duì)于下述電極反應(yīng):
式中
E:電極電位,V;
Eo:標(biāo)準(zhǔn)電極電位,V;
R:氣體常數(shù),8.31441J/(mol·k);
T:溫度,k;
n:參與電極反應(yīng)的電子數(shù);
F:法拉第常數(shù),96486.7C/mol;
a:參與化學(xué)反應(yīng)各物質(zhì)的活度。
式(1.1)是電極電位的基本關(guān)系式。如果以常用對(duì)數(shù)表示,并將有關(guān)常數(shù)值代入,式(1.1)可寫為
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