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Misurazione tramite elettrodo standard a idrogeno (SHE)

1900
  • Walther Nernst
Configurazione standard dell'elettrodo di idrogeno in un laboratorio per le misure elettrochimiche.

(generate image for illustration only)

The absolute electrochemical potential 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.

L'impossibilità di misurare un potenziale assoluto di un singolo elettrodo deriva dal fatto che qualsiasi misurazione richiede un circuito elettrico completo, che inevitabilmente introduce una seconda interfaccia elettrodo-elettrolita. Ciò che viene misurato è sempre una differenza di potenziale tra due elettrodi. Per creare una scala standardizzata e confrontabile, la comunità scientifica ha concordato un punto di riferimento comune.

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.

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

Tipo

Measurement Standard

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • alessandro volta’s invention of the voltaic pile
  • michael faraday’s laws of electrolysis
  • lo sviluppo del concetto di forza elettromotrice (fem)
  • walther nernst’s formulation of the nernst equation, which relates cell potential to concentration

Applicazioni

  • creazione della serie di potenziali elettrodici standard (serie elettrochimica)
  • predire la spontaneità delle reazioni redox
  • calibrazione di altri elettrodi di riferimento (ad esempio, elettrodi al cloruro d'argento o al calomelano)
  • chimica analitica (potenziometria)
  • studi sulla corrosione

Brevetti:

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