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通过标准氢电极(SHE)进行测量

1900
  • Walther Nernst
实验室中用于电化学测量的标准氢电极装置。

(图片仅供参考)

绝对 电化学势 单个电极的电位无法直接测量。因此,电位是相对于一个普遍认可的参考电极来测量的。标准氢电极 (SHE) 是主要的参考电极,在标准条件下(1 M H⁺ 浓度、1 bar H₂ 气体、298 K)的电位为 0 伏。所有其他标准电极的电位均相对于此零点报告。

无法测量绝对单电极电位的原因是,任何测量都需要完整的电路,这不可避免地会引入第二个电极-电解质界面。测量的始终是两个电极之间的电位差。为了创建一个标准化、可比较的尺度,科学界一致同意了一个共同的参考点。

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.

例如,为了测量另一个半电池(例如硫酸锌溶液中的锌电极 (Zn²⁺/Zn))的标准电位,需要将其与标准氢电极 (SHE) 连接,形成一个原电池。根据定义,该原电池的测量电压即为锌半电池的标准电位。该方法已被用于编制大量的标准电极电位表,这些表对于预测标准条件下任何氧化还原反应的方向和电池电位都至关重要。

UNESCO Nomenclature: 2209
- 物理化学

类型

计量标准

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • alessandro volta’s invention of the voltaic pile
  • 迈克尔·法拉第的电解定律
  • 电动势(emf)概念的发展
  • walther nernst’s formulation of the nernst equation, which relates cell potential to concentration

应用程序

  • 创建标准电极电位系列(电化学系列)
  • 预测氧化还原反应的自发性
  • 校准其他参比电极(例如氯化银或甘汞电极)
  • 分析化学(电位分析法)
  • 腐蚀研究

专利:

NA

潜在创新理念

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相关术语:标准氢电极、she、参比电极、电极电位、氧化还原反应、电化学、电位滴定、原电池。

历史背景

通过标准氢电极(SHE)进行测量

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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