Ако използваме волтметър в батерия, ще можем да идентифицираме разликата в потенциала (U или ddp) или електромоторната сила (emf или E) между двата електрода. Не е възможно обаче да се идентифицират редукционните или окислителните потенциали на всеки електрод по този начин.
Учените трябваше да знаят тези стойности, за да изследват процесите на окислително-редукционни процеси, така че те установиха a референтно състояние. Това означава, че е договорено измерването на потенциала на всеки електрод спрямо друг електрод при следните стандартни условия:
• Температурата трябва да е 25 ° C;
• Налягане при 1.0 атм;
• Концентрацията на разтвора, в който е потопен металът, трябва да бъде 1,0 mol / L.
По този начин избраният електрод беше водороден електрод, който е представен по-долу:
Този електрод е съставен от платинена тел, свързана с платинена плоча, която не участва в реакцията, вътре в тръба, съдържаща водороден газ и потопена в кисел разтвор. В примера разтворът е сярна киселина.
| По споразумение на стандартния водороден електрод е присвоена стойността нула, толкова много за Е0червен що се отнася до Е0окси. |
По този начин, за да намерим потенциалната стойност на всеки друг електрод, ние просто изграждаме купчина електрод, който искаме, със стандартния водороден електрод и измерваме ddp с волтметър. Стойността, показана на волтметъра, ще бъде потенциалът на търсения електрод, тъй като тази на водорода е равна на нула.
Например, ние свързваме цинков електрод с водородния електрод, за да разберем какъв е потенциалът му за намаляване:
Съгласно горната схема волтметърът идентифицира потенциалната разлика като равна на +0,76 (? E0 = +0,76). Също така отбелязваме, че цинковият електрод се е окислил, така че е анодът; и водородният електрод се редуцира, като катод.
Така че имаме:
? E0 = E0червен (катод) - E0 червен (анод)
0,76 = 0,00 - E0 червено (Zn)
E0 червено (Zn) = 0,00-0,76
E0 червено (Zn) = -0,76
Отрицателната стойност означава, че електронният ток протича от цинковия електрод (анод) към водородния електрод, като по този начин се държи като катод. Ако беше положително, щеше да е обратното и водородният електрод щеше да се държи като анод. Това може да се види, когато свързваме меден електрод със стандартния водороден електрод:
? E0 = E0червен (катод) - E0 червен (анод)
-0,34 = 0,00 - E0 червено (Zn)
E0 червено (Zn) = 0.00 + 0.34
E0 червено (Zn) = +0.34
По този начин е възможно да се определят редукционните и окислителните потенциали за най-разнообразните химически видове. Въпреки това Международният съюз за чиста и приложна химия (IUPAC) препоръчва използването само на редуциращи потенциали. И, независимо от използвания метал, в представянето на батерията водородният електрод винаги е на първо място, например:
Pt - H2 (g) 1atm / H3O1 + (aq) 1 mol / L // Cu2 + (aq) 1 mol / L / Cu
По-долу в таблицата са изброени потенциалите, постигнати чрез този метод за използване на стандартния водороден електрод, заедно със съответните им полуреакции:
От Дженифър Фогаса
Завършва химия
Училищен отбор на Бразилия
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/medicao-dos-potenciais-eletroquimicos.htm