Водневий електрод

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Водне́вий електро́д — відновлювально-окисний електрод, що береться за основу термодинамічної шкали відновлювально-окисних потенціліалів. Абсолютний електродний потенціал водневого електроду дорівнює 4,44 ± 0,02 В при 25 °C, але для порівняння з потенціалами інших електродів вважається нульовим при низькій температурі.

Благородні метали, наприклад золото, платина та деякі інші, мають міцну кристалічну гратку і їх катіони не переходять в розчин з металу. Відповідно, такі метали не мають на межі метал-розчин характерного стрибку потенціалу. Однак, якщо на поверхні металу сорбовані речовини, здатні окиснюватися або відновлюватися, ці метали вже представляють системи, що знаходяться у рівновазі з розчином. У водневому електроді в якості інертного металу використовують платину, на поверхні якої адсорбується газуватий водень. Для збільшення адсорбуючої поверхні платину електролітично покривають шаром тонкодисперсної платини (платиновою черню). Водневий електрод оборотний стосовно йона водню, отже є електродом першого роду.

На поверхні водневого електроду встановлюється рівновага: H2 ↔ 2H ↔ 2H+ + 2e- В результаті цих процесів на межі між платиною та розчином йонів водню утворюється подвійний електричний шар, що обумовлює стрибок потенціалу. Величина цього потенціалу при даній температурі залежить від активності водневих йонів в розчині та кількості поглинутого платиною водню, що пропорційне його тиску:

εН = — (2,303·RT/2F)·lgPH2 + (2,303·RT/F)·lg aH+

Електрод з платини, насичений воднем під тиском 1 атм. і поміщений у водний розчин з активністю йонів водню, що дорівнює одиниці, називають нормальним водневим електродом. За міжнародною угодою його потенціал умовно прийнятий за нуль. Насправді при тиску 1 атм рівняння для потенціалу водневого електроду буде мати вигляд:

εН = (2,303·RT/F)·lg aH+ = (2,303·RT/F)·lg [H+].

Будова[ред.ред. код]

Зразок водневого електроду:
1 — платиновий електрод
2 — подача водню
3 — кислотний розчин (H+=1 mol/l)
4 — запобіжник від проникнення кисню
5 — резервуар