Wat is een standaard waterstofelektrode?

De standaard waterstofelektrode is de standaardmeting van elektrodepotentiaal voor de thermodynamische schaal van redoxpotentialen. De standaard waterstofelektrode wordt vaak afgekort als SHE of kan bekend staan ​​als een normale waterstofelektrode (NHE). Technisch gezien zijn een SHE en NHE verschillend. De NHE meet het potentieel van een platina-elektrode in een 1 N-zuuroplossing, terwijl de SHE het potentieel van een platina-elektrode in een ideale oplossing meet (huidige standaard van nulpotentiaal bij alle temperaturen).

De standaard wordt bepaald door het potentieel van een platina-elektrode in de redox-halfreactie
2 H⁺(aq) + 2 e^- → H₂(g) bij 25 ° C.

Bouw

Een standaard waterstofelektrode heeft vijf componenten:

1. Geplatineerde platina-elektrode
2. Zure oplossing met een waterstofion (H⁺) activiteit van 1 mol / dm³
3. Waterstofgasbellen
4. Hydroseal om interferentie door zuurstof te voorkomen
5. Reservoir om het tweede halve element van de galvanische cel te bevestigen. Er kan een zoutbrug of een smalle buis worden gebruikt om mengen te voorkomen.

De redoxreactie vindt plaats op de geplatineerde platina-elektrode. Wanneer de elektrode in de zure oplossing wordt gedompeld, borrelt waterstofgas erdoorheen. De concentratie van de gereduceerde en geoxideerde vorm wordt gehandhaafd, zodat de druk van waterstofgas 1 bar of 100 kPa is. De waterstofionactiviteit is gelijk aan de formele concentratie vermenigvuldigd met de activiteitscoëfficiënt.

Waarom platina gebruiken?

Platina wordt gebruikt voor de SHE omdat het corrosiebestendig is, de protonreductiereactie katalyseert, een hoge intrinsieke uitwisselingsstroomdichtheid heeft en reproduceerbare resultaten oplevert. De platina-elektrode is geplatiniseerd of bedekt met platinazwart omdat dit het elektrode-oppervlak vergroot en de reactiekinetiek verhoogt omdat het waterstof goed adsorbeert.

bronnen

• Ives, D. J. G .; Janz, G. J. (1961). Referentie-elektroden: theorie en praktijk. Academic Press.
• Ramette, R. W. (oktober 1987). "Verouderde terminologie: de normale waterstofelektrode". Journal of Chemical Education. 64 (10): 885.
• Sawyer, D. T .; Sobkowiak, A .; Roberts, J. L., Jr. (1995). Elektrochemie voor chemici (2e editie). John Wiley and Sons.