Реверсивный водородный электрод

Обратимый водородный электрод ( RHE ) — это электрод сравнения , точнее подтип стандартных водородных электродов , для электрохимических процессов. В отличие от стандартного водородного электрода, его измеряемый потенциал меняется в зависимости от pH , поэтому его можно непосредственно использовать в электролите.

Название связано с тем, что электрод непосредственно погружен в раствор электролита и не разделен солевым мостиком . Таким образом, концентрация ионов водорода не составляет 1 моль/л или 1 моль/кг, а соответствует концентрации раствора электролита. Таким образом можно добиться стабильного потенциала при изменяющемся значении pH. Потенциал RHE коррелирует со значением pH:

$E=0.000-0.059\times \mathrm {pH}$

В общем, для водородного электрода, в котором происходит восстановление ионов гидроксония ( Н ₃ О ⁺ ) происходит:

${\ce {{2H3O+}+{2e^{-}}<=>{H2}+{2H2O}}}$

или, чаще всего, пишется просто через   H ⁺ обозначающий Н ₃ О ⁺ :

${\ce {{2H+}+{2e^{-}}<=>{H2}}}$

с,

$K={\frac {p{{\ce {H2}}}}{{\ce {(aH+)^2}}}}$

равновесный 2 потенциал E зависит от давления водорода H p _и активности a H ⁺ следующее:

$E=E^{\ominus }-{\frac {RT}{zF}}\ln K$

$E=E^{\ominus }-{\frac {RT}{2F}}\ln {\frac {p{{\ce {H2}}}}{{\ce {(aH+)^2}}}}$

$E=E^{\ominus }-{\frac {RT}{F}}\left({\tfrac {1}{2}}\ln p{{\ce {H2}}}-\ln {\ce {(aH+)}}\right)$

$E=E^{\ominus }+{\frac {RT}{F}}\left(\ln a{\ce {H+}}-{\tfrac {1}{2}}\ln p{\ce {H2}}\right)$

Здесь, $E^{\ominus }$ — стандартный восстановительный потенциал (условно равный нулю), R — универсальная газовая постоянная , T — абсолютная температура , а F — постоянная Фарадея .

возникает перенапряжение При электролизе воды . Это означает, что необходимое напряжение ячейки выше равновесного потенциала из-за кинетических ограничений. Потенциал увеличивается с увеличением плотности тока на электродах. Таким образом, измерение равновесных потенциалов возможно без использования энергии.

Принцип

Обратимый водородный электрод является довольно практичным и воспроизводимым «стандартным» электродом. Этот термин относится к водородному электроду, погруженному в фактически используемый раствор электролита.

Преимущество этого электрода в том, что не солевой мостик требуется :

• Загрязнение электролита хлоридами и сульфатами отсутствует .
• На электролитном мостике отсутствуют диффузионные потенциалы ( потенциал жидкостного перехода ). Это важно при температуре, отличной от 25 °C.
• Возможны длительные измерения (отсутствие электролитного мостика означает отсутствие необходимости обслуживания моста)

См. также

• Динамический водородный электрод
• Палладий-водородный электрод