Dacă folosim un voltmetru într-o baterie, vom putea identifica diferența de potențial (U sau ddp) sau forța electromotivă (emf sau E) dintre cei doi electrozi. Cu toate acestea, nu este posibil să se identifice potențialele de reducere sau oxidare ale fiecărui electrod în acest mod.
Oamenii de știință trebuiau să cunoască aceste valori pentru a studia procesele de oxidare-reducere, așa că au stabilit o starea de referință. Aceasta înseamnă că s-a convenit să se măsoare potențialul fiecărui electrod în raport cu un alt electrod în următoarele condiții standard:
• Temperatura trebuie să fie la 25 ° C;
• Presiune la 1,0 atm;
• Concentrația soluției în care este scufundat metalul trebuie să fie de 1,0 mol / L.
Astfel, electrodul ales a fost electrod de hidrogen, care este reprezentat mai jos:
Acest electrod este compus dintr-un fir de platină conectat la o placă de platină, care nu participă la reacție, într-un tub care conține hidrogen gazos și este scufundat într-o soluție acidă. În exemplu, soluția a fost acid sulfuric.
| Prin convenție, electrodului de hidrogen standard i s-a atribuit valoarea zero, atât de mult pentru E0roșu în ceea ce privește E0oxi. |
Astfel, pentru a găsi valoarea potențială a oricărui alt electrod, construim doar un teanc de electrod dorit cu electrodul standard de hidrogen și măsurăm ddp cu un voltmetru. Valoarea afișată pe voltmetru va fi potențialul electrodului căutat, deoarece cel al hidrogenului este egal cu zero.
De exemplu, interconectăm un electrod de zinc cu electrodul de hidrogen pentru a afla care este potențialul său de reducere:
Conform schemei de mai sus, voltmetrul a identificat diferența de potențial ca fiind egală cu +0,76 (? E0 = +0,76). De asemenea, observăm că electrodul de zinc s-a oxidat, deci este anodul; iar electrodul de hidrogen redus, fiind catodul.
Deci avem:
? E0 = E0red (catod) - E0 roșu (anod)
0,76 = 0,00 - E0 roșu (Zn)
E0 roșu (Zn) = 0,00-0,76
E0 roșu (Zn) = -0,76
Valoarea negativă înseamnă că curentul de electroni curge de la electrodul de zinc (anod) la electrodul de hidrogen, comportându-se astfel ca un catod. Dacă ar fi pozitiv, ar fi invers și electrodul de hidrogen s-ar comporta ca un anod. Acest lucru poate fi văzut atunci când interconectăm un electrod de cupru cu electrodul standard de hidrogen:
? E0 = E0red (catod) - E0 roșu (anod)
-0,34 = 0,00 - E0 roșu (Zn)
E0 roșu (Zn) = 0,00 + 0,34
E0 roșu (Zn) = +0,34
Astfel, este posibil să se definească potențialele de reducere și oxidare pentru cele mai variate specii chimice. Cu toate acestea, Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată (IUPAC) recomandă utilizarea numai a potențialelor de reducere. Și, indiferent de metalul utilizat, în reprezentarea bateriei, electrodul cu hidrogen este întotdeauna primul, de exemplu:
Pt - H2 (g) 1atm / H3O1 + (aq) 1 mol / L // Cu2 + (aq) 1 mol / L / Cu
Enumerate mai jos în tabel sunt potențialele realizate prin această metodă de utilizare a electrodului de hidrogen standard, împreună cu semirecțiunile respective:
De Jennifer Fogaça
Absolvent în chimie
Echipa școlii din Brazilia
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/medicao-dos-potenciais-eletroquimicos.htm