Стандартный водородный электрод – это стандартное измерение электродного потенциала для термодинамической шкалы окислительно-восстановительных потенциалов. Стандартный водородный электрод часто обозначается аббревиатурой SHE или может называться обычным водородным электродом (NHE). Технически SHE и NHE разные. NHE измеряет потенциал платинового электрода в 1 н. Растворе кислоты, в то время как SHE измеряет потенциал платинового электрода в идеальном растворе (текущий стандарт нулевого потенциала при всех температурах).
Стандарт определяется потенциалом платинового электрода в окислительно-восстановительной полуреакции
2 H + (aq) + 2 e – → H 2 (g) при 25 ° C.
Строительство
Стандартный водородный электрод состоит из пяти компонентов:
- Платинированный платиновый электрод.
- Кислотный раствор с активностью по иону водорода (H + ) 1 моль/дм 3
- Пузырьки газообразного водорода
- Hydroseal для предотвращения помех от кислорода
- Резервуар для крепления второго полуэлемента гальванической ячейки. Для предотвращения перемешивания можно использовать либо солевой мостик, либо узкую трубку.
Окислительно-восстановительная реакция происходит на платинированном платиновом электроде. Когда электрод погружается в кислотный раствор, через него проходят пузырьки газообразного водорода. Концентрация восстановленной и окисленной формы сохраняется, поэтому давление газообразного водорода составляет 1 бар или 100 кПа. Активность ионов водорода равна формальной концентрации, умноженной на коэффициент активности.
Зачем нужна платина?
Платина используется для SHE, потому что она устойчива к коррозии, катализирует реакцию восстановления протонов, имеет высокую плотность собственного обменного тока и дает воспроизводимые результаты. Платиновый электрод платинирован или покрыт платиновым черным покрытием, поскольку это увеличивает площадь поверхности электрода и увеличивает кинетику реакции, поскольку он хорошо адсорбирует водород.
Источники
- Айвс, DJG; Янц, Г. Дж. (1961). Электроды сравнения: теория и практика . Academic Press.
- Раметт, Р. У. (октябрь 1987 г.). «Устаревшая терминология: обычный водородный электрод». Журнал химического образования . 64 (10): 885.
- Сойер, Д. Т .; Собковяк, А .; Робертс, Дж. Л., младший (1995). Электрохимия для химиков (2-е изд.). Джон Уайли и сыновья.