標準電極電位とは？

質問

社会人で電気化学学び始めた者です。
いきなりわからないコトにぶつかったんでぜひ教えてください。
標準電極電位という概念ですが、その定義は
”標準電極電位（ひょうじゅんでんきょくでんい、standard electrode potential）は、ある電気化学反応（電極反応）について、標準状態（反応に関与する全ての化学種の活量が1）かつ平衡状態となっている時の電極電位である”とあります。しかし一方
Eo(標準電極電位)=-ΔG/zFという記述もあります。
平衡だったらΔG=0で標準電極電位もすべて0?と思ったんですが・・・、実際各元素のEoは0ではなくEoは定められています。
一体私はどこを考え違いしているんでしょうか？
ご指摘いただければ幸いです！！

回答No.2

c80s3xxx

ある電極が，ある酸化還元系に挿入されたとします．
もしこの電極の電位が十分に貴(要するに，プラス方向に大きい．電位の符号には絶対的な意味がないので，プラスとかマイナスとかは使いたくないので)であれば，酸化体が増え，還元体が減る方向の電流が流れようとします (つまり電極が電子を受け取る)．逆に十分に卑であれば逆のことがおころうとします．
そして，ある電位では，両方向の起ころうとする程度が釣り合い，正味電流が流れず，酸化体と還元体の増減が互いに打ち消しあって，組成も変化しない状況になります．これが平衡状態です．
いま，酸化体濃度が一定で，還元体濃度が高い場合と低い場合を考えます．
還元体濃度が高いということは酸化方向の反応がおこりやすいことを意味しますから，還元体濃度が低いときに比べれば酸化の起こりにくい，つまり，より卑な電位でなければ上記の平衡状態になりません．
一方で，酸化体，還元体の濃度を同一に設定した，異なる酸化還元系では，その酸化還元系の酸化還元力によって異なる電位で平衡することも想像できます．
そこで，ある一定条件での平衡電位を取ることにするわけですが，熱力学的な標準条件の考え方に合わせれば，電極電位の場合もすべての活量が1である標準状態を標準条件として基準に取るのは自然でしょう．

ΔG = -zFE0 というときの E0 は，標準電極電位ではなく標準起電力です．標準起電力は，上で説明したような半電池を二つ組み合わせて (電池を組んで) 初めて意味をなします．個々の半電池についてはΔGは意味を持ちません．というか，定義できません．ここを混乱しないように．

お礼

お礼がとてつもなく遅くなり申し訳ないです！
大変丁寧なご回答ありがとうございました。

回答No.1

noname#160321

理論的に説明するのは弱いので(数式に弱い、汗;)
Eo=-ΔG/zFの式がありました。
これなら納得して戴けそうですね。↓
http://www.f-denshi.com/000TokiwaJPN/35chmth/b02elchm.html
つまり、
水素の酸化還元と他の物質の酸化還元を組み合わせた平衡がΔＧ=０となる訳で、各半電池のΔＧ=０ではない。
というのが答えになります。

お礼

お礼がとてつもなく遅くなり申し訳ないです！
迅速なご回答ありがとうございました。