Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » القياس عبر قطب الهيدروجين القياسي (SHE)

القياس عبر قطب الهيدروجين القياسي (SHE)

1900
  • Walther Nernst
Standard Hydrogen Electrode setup in a laboratory for electrochemical measurements.

(صورة توضيحية فقط)

المطلق electrochemical potential لا يمكن قياس جهد قطب كهربائي واحد. بدلاً من ذلك، تُقاس الجهود نسبةً إلى مرجع مُعتمد عالميًا. يُعد قطب الهيدروجين القياسي (SHE) المرجع الأساسي، ويُحدد له جهد يساوي صفر فولت تمامًا في الظروف القياسية (تركيز أيونات الهيدروجين 1 مولار، وضغط غاز الهيدروجين 1 بار، ودرجة حرارة 298 كلفن). تُسجل جميع جهود الأقطاب القياسية الأخرى نسبةً إلى نقطة الصفر هذه.

تنبع استحالة قياس جهد قطب كهربائي واحد مطلقًا من أن أي قياس يتطلب دائرة كهربائية كاملة، مما يستلزم حتمًا واجهة ثانية بين قطب كهربائي وإلكتروليت. ما يُقاس دائمًا هو فرق الجهد بين قطبين. ولإنشاء مقياس موحد وقابل للمقارنة، اتفق المجتمع العلمي على نقطة مرجعية مشتركة.

يُستخدم قطب الهيدروجين القياسي (SHE) لهذا الغرض. ويتكون من قطب بلاتيني، غالبًا ما يكون مطليًا بالبلاتين الأسود لزيادة مساحة سطحه ونشاطه التحفيزي، مغمورًا في محلول يحتوي على hydrogen ion activity of 1. Purified hydrogen gas is bubbled over the electrode at 1 bar pressure. The half-reaction is [latex]2H^+(aq) + 2e^- rightleftharpoons H_2(g)[/latex]. By international convention, the standard potential of this half-reaction is defined as 0.000 V at all temperatures.

To measure the standard potential of another half-cell, for example, a zinc electrode in a zinc sulfate solution ([latex]Zn^{2+}/Zn[/latex]), it is connected to the SHE to form a galvanic cell. The measured voltage of this cell is, by definition, the standard potential of the zinc half-cell. This process has been used to compile extensive tables of standard electrode potentials, which are invaluable for predicting the direction and cell potential of any redox reaction under standard conditions.

UNESCO Nomenclature: 2209
– Physical chemistry

يكتب

Measurement Standard

خلل

أساسيات

الاستخدام

استخدام واسع النطاق

مقدمات

  • alessandro volta’s invention of the voltaic pile
  • michael faraday’s laws of electrolysis
  • تطور مفهوم القوة الدافعة الكهربائية (EMF)
  • walther nernst’s formulation of the nernst equation, which relates cell potential to concentration

التطبيقات

  • إنشاء سلسلة جهد القطب القياسي (السلسلة الكهروكيميائية)
  • التنبؤ بعفوية تفاعلات الأكسدة والاختزال
  • معايرة أقطاب مرجعية أخرى (على سبيل المثال، أقطاب كلوريد الفضة أو الكالوميل)
  • الكيمياء التحليلية (قياس الجهد)
  • دراسات التآكل

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • أقطاب مرجعية مصغرة ذات حالة صلبة للأجهزة التحليلية المحمولة
  • أجهزة استشعار كهروكيميائية ذاتية المعايرة تتضمن مجهرًا صغيرًا
  • أقطاب مرجعية مستقرة في البيئات القاسية (درجات الحرارة العالية والمذيبات غير المائية)
  • أقطاب مرجعية قابلة للزرع لمراقبة الجسم الحي على المدى الطويل
  • نماذج التعلم الآلي التي تتنبأ بإمكانات الأقطاب الكهربائية دون قياس مباشر ضدها
  • مختبرات افتراضية تعليمية لتوضيح مبادئ الكيمياء الكهربائية دون استخدام مواد خطرة
  • أقطاب مرجعية صديقة للبيئة تتجنب استخدام المواد السامة مثل الزئبق (الكالوميل)
  • أقطاب مرجعية ديناميكية يمكن ضبط إمكاناتها لمهام تحليلية محددة
Related to: standard hydrogen electrode, she, reference electrode, electrode potential, redox reaction, electrochemistry, potentiometry, galvanic cell.

السياق التاريخي

القياس عبر قطب الهيدروجين القياسي (SHE)

1895
1895
1899
1900
1900
1900
1900
1895
1895
1896
1900
1900
1900
1900
1900

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.