Якщо ми використовуємо вольтметр у акумуляторі, ми зможемо визначити різницю в потенціалі (U або ddp) або електрорушійній силі (ЕРС або E) між двома електродами. Однак виявити потенціал відновлення або окислення кожного електрода неможливо таким чином.
Вчені повинні були знати ці значення для вивчення процесів відновлення окислення, тому вони встановили a еталонний стан. Це означає, що було погоджено виміряти потенціал кожного електрода щодо іншого електрода за таких стандартних умов:
• Температура повинна бути 25 ° C;
• Тиск при 1,0 атм;
• Концентрація розчину, в який занурений метал, повинна становити 1,0 моль / л.
Таким чином, обраним електродом був водневий електрод, який представлений нижче:
Цей електрод складається з платинового дроту, з'єднаного з платиновою пластиною, яка не бере участі в реакції, всередині трубки, що містить газоподібний водень, і занурена в кислий розчин. У прикладі розчином була сірчана кислота.
| За домовленістю, стандартному водневому електроду було присвоєно значення нуль, стільки про Е0червоний що стосується Е0окси. |
Таким чином, щоб знайти потенційне значення будь-якого іншого електрода, ми просто складаємо стос електрода, який ми хочемо, зі стандартним водневим електродом і вимірюємо ddp вольтметром. Значення, яке відображається на вольтметрі, буде потенціалом шуканого електрода, оскільки значення водню дорівнює нулю.
Наприклад, ми зв’язуємо цинковий електрод з водневим електродом, щоб з’ясувати, який його потенціал відновлення:
Відповідно до наведеної схеми, вольтметр ідентифікував різницю потенціалів як рівну +0,76 (? E0 = +0,76). Ми також зауважимо, що цинковий електрод окислювався, отже це анод; а водневий електрод зменшений, будучи катодом.
Отже, маємо:
? E0 = E0червоний (катод) - E0 червоний (анод)
0,76 = 0,00 - E0 червоний (Zn)
E0 червоний (Zn) = 0,00-0,76
E0 червоний (Zn) = -0,76
Негативне значення означає, що електронний струм протікає від цинкового електрода (анода) до водневого електрода, таким чином поводячись як катод. Якби воно було позитивним, було б навпаки, і водневий електрод поводився б як анод. Це видно, коли ми з'єднуємо мідний електрод зі стандартним водневим електродом:
? E0 = E0червоний (катод) - E0 червоний (анод)
-0,34 = 0,00 - E0 червоний (Zn)
E0 червоний (Zn) = 0,00 + 0,34
E0 червоний (Zn) = +0,34
Таким чином, можна визначити потенціал відновлення та окислення для найрізноманітніших хімічних видів. Однак Міжнародний союз чистої та прикладної хімії (IUPAC) рекомендує використовувати лише потенціал відновлення. І, незалежно від використовуваного металу, у поданні акумулятора водневий електрод завжди стоїть на першому місці, наприклад:
Pt - H2 (g) 1atm / H3O1 + (aq) 1 моль / л // Cu2 + (aq) 1 моль / L / Cu
Нижче в таблиці перелічені потенціали, досягнуті цим методом використання стандартного водневого електрода, разом з відповідними напівреакціями:
Дженніфер Фогача
Закінчив хімію
Шкільна команда Бразилії
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/medicao-dos-potenciais-eletroquimicos.htm