Ha feszültségmérőt használunk egy akkumulátorban, akkor képesek leszünk azonosítani a két elektróda közötti potenciál (U vagy ddp) vagy elektromotoros erő (emf vagy E) különbségét. Az egyes elektródok redukciós vagy oxidációs potenciáljait azonban így nem lehet azonosítani.
A tudósoknak ismerniük kellett ezeket az értékeket az oxidációs-redukciós folyamatok tanulmányozásához, ezért létrehozták a referenciaállapot. Ez azt jelenti, hogy megállapodtak abban, hogy az egyes elektródák potenciálját egy másik elektródhoz viszonyítva mérik a következő standard körülmények között:
• A hőmérsékletnek 25 ° C-nak kell lennie;
• Nyomás 1,0 atm;
• Az oldat koncentrációjának, amelyben a fém van, 1,0 mol / l-nek kell lennie.
Így a választott elektróda a hidrogénelektród, amely az alábbiakban látható:
Ez az elektróda egy platinalemezhez van kapcsolva, amely nem vesz részt a reakcióban, hidrogéngázt tartalmazó csőben, és savas oldatba merítve. A példában az oldat kénsav volt.
| Megállapodás szerint a standard hidrogénelektródhoz rendelték az értéket nulla, ennyit az E-ről0piros ami az E-t illeti0oxy. |
Így bármely más elektróda potenciálértékének megtalálásához építsünk egy halom elektródot a kívánt hidrogénelektróddal, és mérjük a ddp-t egy voltmérővel. A voltmérőn megjelenített érték a keresett elektróda potenciálja lesz, mivel a hidrogén értéke nulla.
Például összekapcsolunk egy cinkelektródot a hidrogénelektróddal, hogy megtudjuk, mi a redukciós potenciálja:
A fenti séma szerint a voltmérő a potenciálkülönbséget +0,76-nak (? E0 = +0,76) azonosította. Megjegyezzük azt is, hogy a cink elektróda oxidálódott, tehát az anód; és a hidrogénelektród redukálva, ez a katód.
Tehát:
? E0 = E0red (katód) - E0 piros (anód)
0,76 = 0,00 - E0 piros (Zn)
E0 vörös (Zn) = 0,00-0,76
E0 piros (Zn) = -0,76
A negatív érték azt jelenti, hogy az elektronáram a cinkelektródáról (anódról) a hidrogénelektródra áramlik, így katódként viselkedik. Ha pozitív lenne, akkor fordítva lenne, és a hidrogénelektróda anódként viselkedne. Ez akkor látható, amikor összekapcsoljuk a réz elektródot a szokásos hidrogén elektróddal:
? E0 = E0red (katód) - E0 piros (anód)
-0,34 = 0,00 - E0 piros (Zn)
E0 vörös (Zn) = 0,00 + 0,34
E0 piros (Zn) = +0,34
Így meghatározható a redukciós és oxidációs potenciál a legváltozatosabb vegyi anyagok esetében. A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója (IUPAC) azonban csak a redukciós potenciálok alkalmazását javasolja. És függetlenül a használt fémetől, az akkumulátor ábrázolásában a hidrogénelektród mindig az első, például:
Pt - H2 (g) 1atm / H3O1 + (aq) 1 mol / L // Cu2 + (aq) 1 mol / L / Cu
Az alábbiakban a táblázatban felsoroljuk azokat a potenciálokat, amelyeket a szokásos hidrogénelektród alkalmazásának ezen módszerével értünk el, a megfelelő félreakciókkal együtt:
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Brazil iskolai csapat
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/medicao-dos-potenciais-eletroquimicos.htm