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Mesure via l'électrode à hydrogène standard (SHE)

1900
  • Walther Nernst
Dispositif standard d'électrode à hydrogène en laboratoire pour les mesures électrochimiques.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

L'absolu potentiel électrochimique Le potentiel d'une seule électrode ne peut être mesuré directement. Il est donc mesuré par rapport à une électrode de référence universellement acceptée. L'électrode standard à hydrogène (ESH) est la référence principale ; son potentiel est de 0 volt exactement dans les conditions standard (concentration de 1 M en ions H⁺, pression de 1 bar en dihydrogène, 298 K). Tous les autres potentiels d'électrodes standard sont exprimés par rapport à ce potentiel zéro.

L'impossibilité de mesurer le potentiel absolu d'une seule électrode découle du fait que toute mesure nécessite un circuit électrique complet, ce qui introduit inévitablement une seconde interface électrode-électrolyte. Ce qui est mesuré est toujours une différence de potentiel entre deux électrodes. Afin de créer une échelle normalisée et comparable, la communauté scientifique s'est accordée sur un point de référence commun.

L'électrode standard à hydrogène (ESH) remplit cette fonction. Elle est constituée d'une électrode de platine, souvent recouverte de noir de platine pour augmenter sa surface et son activité catalytique, immergée dans une solution contenant un hydrogène. 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.

Pour mesurer le potentiel standard d'une autre demi-pile, par exemple une électrode de zinc dans une solution de sulfate de zinc (Zn²⁺/Zn), on la connecte à l'électrode standard à hydrogène (ESH) afin de former une pile galvanique. La tension mesurée de cette pile correspond, par définition, au potentiel standard de la demi-pile de zinc. Ce procédé a permis d'établir des tables exhaustives de potentiels d'électrode standard, indispensables pour prédire le sens et le potentiel de toute réaction d'oxydoréduction dans les conditions standard.

UNESCO Nomenclature: 2209
- Chimie physique

Taper

Norme de mesure

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • L'invention de Alessandro Volta pile voltaïque
  • Les lois de l'électrolyse de Michael Faraday
  • le développement du concept de force électromotrice (f.é.m.)
  • La formulation de Walther Nernst Nernst équation, qui relie le potentiel cellulaire à la concentration

Applications

  • création de la série de potentiels d'électrode standard (série électrochimique)
  • prédire la spontanéité des réactions redox
  • étalonnage d'autres électrodes de référence (par exemple, électrodes au chlorure d'argent ou au calomel)
  • chimie analytique (potentiométrie)
  • études de corrosion

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • électrodes de référence miniaturisées à l'état solide pour appareils d'analyse portables
  • capteurs électrochimiques auto-étalonnés qui intègrent un micro-she
  • électrodes de référence stables dans des environnements extrêmes (haute température, solvants non aqueux)
  • électrodes de référence implantables pour la surveillance in vivo à long terme
  • modèles d'apprentissage automatique qui prédisent les potentiels d'électrodes sans mesure directe par rapport à une
  • laboratoires virtuels éducatifs pour démontrer les principes électrochimiques sans matériaux dangereux
  • électrodes de référence respectueuses de l'environnement qui évitent l'utilisation de matériaux toxiques comme le mercure (calomel)
  • électrodes de référence dynamiques dont le potentiel peut être réglé pour des tâches analytiques spécifiques
Lié à : électrode standard à hydrogène, électrode de référence, potentiel d'électrode, réaction d'oxydoréduction, électrochimie, potentiométrie, pile galvanique.

Contexte historique

Mesure via l'électrode à hydrogène standard (SHE)

1895
1895
1899
1900
1900
1900
1900
1895
1895
1896
1900
1900
1900
1900
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(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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