Τι είναι ένα ηλεκτρόδιο υδρογόνου;

Ένα ηλεκτρόδιο υδρογόνου είναι ένα ηλεκτρόδιο αναφοράς που χρησιμοποιείται στην ηλεκτροχημεία για τη μέτρηση του δυναμικού άλλων ηλεκτροδίων. Βασίζεται στην αναστρέψιμη αντίδραση των ιόντων υδρογόνου (Η+) που μειώνεται σε αέριο υδρογόνου (Η2) σε ηλεκτρόδιο πλατίνας. Εδώ είναι μια κατανομή:

Τι είναι:

* ένα ηλεκτρόδιο πλατίνας: Το ηλεκτρόδιο είναι κατασκευασμένο από πλατίνα, το οποίο είναι χημικά αδρανές και καταλύει την αντίδραση.

* Βυθισμένο σε διάλυμα ιόντων Η+: Το ηλεκτρόδιο είναι συνήθως βυθισμένο σε ένα διάλυμα υδροχλωρικού οξέος (HCl) ή άλλου οξέος, παρέχοντας τα ιόντα Η+ για την αντίδραση.

* σε επαφή με το αέριο υδρογόνου (H2): Το αέριο υδρογόνου φυσαλίζεται πάνω από το ηλεκτρόδιο πλατίνας, εξασφαλίζοντας μια σταθερή πίεση αερίου υδρογόνου γύρω από το ηλεκτρόδιο.

Η αντίδραση:

Στο ηλεκτρόδιο Platinum, εμφανίζεται η ακόλουθη αναστρέψιμη αντίδραση:

* Μείωση: 2Η + + 2Ε- → H2 (τα ιόντα υδρογόνου κερδίζουν ηλεκτρόνια για να γίνουν αέριο υδρογόνου)

* Οξείδωση: H2 → 2H + + 2Ε- (το αέριο υδρογόνο χάνει ηλεκτρόνια για να γίνει ιόντα υδρογόνου)

Βασικά χαρακτηριστικά:

* αναστρέψιμο: Η αντίδραση μπορεί να προχωρήσει και στις δύο κατευθύνσεις, καθιστώντας την κατάλληλη ως ηλεκτρόδιο αναφοράς.

* Τυπικό δυναμικό: Το δυναμικό του ηλεκτροδίου ορίζεται ως 0 βολτ σε τυπικές συνθήκες (298 Κ, πίεση 1 atm και συγκέντρωση 1 Μ ιόντων Η+). Αυτό το πρότυπο δυναμικό χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς για τη μέτρηση του δυναμικού άλλων ηλεκτροδίων.

* Σταθερό: Το ηλεκτρόδιο είναι πολύ σταθερό και αναπαραγώγιμο, καθιστώντας το αξιόπιστο σημείο αναφοράς.

Πώς χρησιμοποιείται:

* δυναμικό ηλεκτροδίου μέτρησης: Όταν το ηλεκτρόδιο υδρογόνου συνδέεται με άλλο ηλεκτρόδιο, μπορεί να μετρηθεί η διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων. Αυτή η διαφορά είναι το δυναμικό του άλλου ηλεκτροδίου.

* Προσδιορισμός σταθερών ισορροπίας: Με τη μέτρηση της δυναμικής διαφοράς μεταξύ ενός ηλεκτροδίου υδρογόνου και ενός άλλου ηλεκτροδίου σε μια αντίδραση, μπορείτε να υπολογίσετε τη σταθερά ισορροπίας της αντίδρασης.

* Μελέτη ηλεκτροχημικών διεργασιών: Το ηλεκτρόδιο υδρογόνου χρησιμοποιείται για να μελετήσει μια ποικιλία ηλεκτροχημικών διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της διάβρωσης, της απόδοσης της μπαταρίας και της κινητικής των ηλεκτροχημικών αντιδράσεων.

Σημείωση: Αν και το ηλεκτρόδιο υδρογόνου είναι ένα πολύτιμο εργαλείο στην ηλεκτροχημεία, μπορεί να είναι δύσκολο να δημιουργηθεί και να διατηρηθεί στην πράξη. Άλλα ηλεκτρόδια αναφοράς, όπως το ηλεκτρόδιο χλωριούχου αργύρου/αργύρου (AG/AGCL), χρησιμοποιούνται συχνά σε πρακτικές εφαρμογές λόγω της ευκολίας χρήσης και της σταθερότητας.