절대적인 전기화학적 전위 단일 전극의 전위는 직접 측정할 수 없습니다. 대신, 전위는 보편적으로 인정되는 기준 전극을 기준으로 측정됩니다. 표준 수소 전극(SHE)은 기본 기준 전극으로, 표준 조건(1 M H⁺ 농도, 1 bar H₂ 가스, 298 K)에서 정확히 0V의 전위를 갖습니다. 다른 모든 표준 전극의 전위는 이 0V를 기준으로 보고됩니다.
표준 수소 전극(SHE)을 이용한 측정
1900
- Walther Nernst
(설명을 위한 생성된 이미지입니다)
절대적인 단일 전극 전위를 측정하는 것이 불가능한 이유는 모든 측정에 완전한 전기 회로가 필요하고, 이로 인해 필연적으로 두 번째 전극-전해질 계면이 생성되기 때문입니다. 측정되는 것은 항상 두 전극 사이의 전위차입니다. 표준화되고 비교 가능한 척도를 만들기 위해 과학계는 공통 기준점을 합의했습니다.
표준 수소 전극(SHE)은 이러한 목적을 위해 사용됩니다. SHE는 백금 전극으로 구성되며, 표면적과 촉매 활성을 높이기 위해 종종 백금 흑색으로 코팅되어 있으며, 수소가 포함된 용액에 담겨 있습니다. 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.
예를 들어 황산아연 용액([latex]Zn^{2+}/Zn[/latex])에 있는 아연 전극과 같은 다른 반쪽 전지의 표준 전위를 측정하려면, 이를 표준 수소 전극(SHE)에 연결하여 갈바니 전지를 구성합니다. 이 전지의 측정된 전압은 정의에 따라 아연 반쪽 전지의 표준 전위입니다. 이 과정을 통해 표준 전극 전위표를 광범위하게 작성할 수 있었으며, 이 표는 표준 조건에서 모든 산화환원 반응의 방향과 전지 전위를 예측하는 데 매우 유용합니다.
UNESCO Nomenclature: 2209
물리화학
유형
측정 표준
분열
기초적인
용법
널리 사용됨
전구체
응용 프로그램
- 표준 전극 전위 계열(전기화학 계열) 생성
- 산화환원 반응의 자발성 예측
- 다른 기준 전극(예: 염화은 전극 또는 칼로멜 전극)의 교정
- 분석화학(전위차 측정법)
- 부식 연구
특허:
NA
잠재적 혁신 아이디어
- miniaturized, solid-state reference electrodes for portable analytical devices
- self-calibrating electrochemical sensors that incorporate a micro-she
- reference electrodes stable in extreme environments (high temperature, non-aqueous solvents)
- implantable reference electrodes for long-term in-vivo monitoring
- machine learning models that predict electrode potentials without direct measurement against a she
- educational virtual labs for demonstrating electrochemical principles without hazardous materials
- environmentally friendly reference electrodes that avoid using toxic materials like mercury (calomel)
- dynamic reference electrodes whose potential can be tuned for specific analytical tasks
관련 용어: 표준 수소 전극, 수소 전극(HE), 기준 전극, 전극 전위, 산화환원 반응, 전기화학, 전위차 측정법, 갈바니 전지.
역사적 맥락
표준 수소 전극(SHE)을 이용한 측정
(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)
