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Messung über die Standard-Wasserstoffelektrode (SHE)

1900
  • Walther Nernst
Standardmäßiger Aufbau einer Wasserstoffelektrode im Labor für elektrochemische Messungen.

(Abbildung dient nur zur Veranschaulichung)

The absolute elektrochemisches Potenzial of a single electrode cannot be measured. Instead, potentials are measured relative to a universally accepted reference. The Standard Hydrogen Electrode (SHE) is the primary reference, assigned a potential of exactly 0 volts under standard conditions (1 M [latex]H^+[/latex] concentration, 1 bar [latex]H_2[/latex] gas, 298 K). All other standard electrode potentials are reported relative to this zero point.

Die Unmöglichkeit, ein absolutes Einzelelektrodenpotential zu messen, liegt darin begründet, dass für jede Messung ein geschlossener Stromkreis erforderlich ist, der zwangsläufig eine zweite Elektrode-Elektrolyt-Grenzfläche einführt. Gemessen wird immer eine Potentialdifferenz zwischen zwei Elektroden. Um eine standardisierte, vergleichbare Skala zu schaffen, einigte sich die Wissenschaft auf einen gemeinsamen Referenzpunkt.

The Standard Hydrogen Electrode (SHE) serves this purpose. It consists of a platinum electrode, often coated with platinum black to increase its surface area and catalytic activity, immersed in a solution with a 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.

Innovation.Welt

UNESCO Nomenclature: 2209
- Physikalische Chemie

Typ

Measurement Standard

Störung

Grundlegendes

Verwendung

Weitverbreitete Verwendung

Vorläufer

  • alessandro volta’s invention of the Elektrolytpfahl
  • michael faraday’s laws of electrolysis
  • die Entwicklung des Konzepts der elektromotorischen Kraft (EMK)
  • walther nernst’s formulation of the nernst equation, which relates cell potential to concentration

Anwendungen

  • Erstellen der Standardelektrodenpotentialreihe (elektrochemische Spannungsreihe)
  • Vorhersage der Spontaneität von Redoxreaktionen
  • Kalibrierung anderer Referenzelektroden (z. B. Silberchlorid- oder Kalomelelektroden)
  • Analytische Chemie (Potentiometrie)
  • Korrosionsuntersuchungen

Patente:

NA

Potenzielle Innovationsideen

  • miniaturisierte Festkörper-Referenzelektroden für tragbare Analysegeräte
  • selbstkalibrierende elektrochemische Sensoren, die eine Mikro-She enthalten
  • Referenzelektroden, die in extremen Umgebungen stabil sind (hohe Temperaturen, nichtwässrige Lösungsmittel)
  • implantierbare Referenzelektroden für die langfristige In-vivo-Überwachung
  • maschinelle Lernmodelle, die Elektrodenpotentiale ohne direkte Messung vorhersagen
  • Virtuelle Lehrlabore zur Demonstration elektrochemischer Prinzipien ohne gefährliche Materialien
  • umweltfreundliche Referenzelektroden, die auf die Verwendung giftiger Materialien wie Quecksilber (Kalomel) verzichten
  • dynamische Referenzelektroden, deren Potenzial für spezifische analytische Aufgaben angepasst werden kann
Related to: standard hydrogen electrode, she, reference electrode, electrode potential, redox reaction, electrochemistry, potentiometry, galvanic cell.

Historischer Kontext

Messung über die Standard-Wasserstoffelektrode (SHE)

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(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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