산화 환원 전위의 열역학적 스케일의 경우 표준 수소 전극은 전극 전위의 표준 측정입니다. 정상적인 수소 전극으로도 알려진 표준 수소 전극은 종종 그녀 (NHE)로 약식됩니다.
a 그녀와 nhe는 같은 것이 아닙니다. NHE는 1 N 산 용액에서 백금 전극의 잠재력을 측정하는 반면, 그녀는 이상적인 용액 (모든 온도에서 전위의 현재 표준)에서 백금 전극의 잠재력을 측정합니다.
.산화 환원 반 반응에서 백금 전극의 전위 :
25 ° C의 2 H + (aq) + 2 e- → H2 (g)는 표준을 결정하는 데 사용됩니다.
백금 블랙은 백금 와이어 또는 백금 판에 첨가되어 수소 전극을 생성합니다. 테스트 용액에 잠긴 상태에 잠기고 백금 검은 색 및 수소 가스가 제공됩니다.
pH를 측정하는 몇 가지 방법 중에서 수소-전극 방법은 표준입니다. 다른 방법을 사용하여 얻은 값이 수소 전극 방법을 사용하여 얻은 것과 일치 할 때만 신뢰할 수있는 것으로 간주됩니다. 그러나 필요한 시간과 돈, 수소 가스 취급의 불편 함과 시험 솔루션에서 고도로 산화 또는 감소 화합물의 중요한 영향으로 인해이 방법은 일상적인 사용에 적합하지 않습니다.
건축 :
기존의 수소 전극은 5 개의 부분으로 구성됩니다 :
Strong> 백금 전극 백금화
1 mol/dm3 수소 이온 (H+) 활성을 갖는 mol/dm3 산 용액
수소 가스의 기포
저수지는 갈바닉 셀의 후반 절정을 부착합니다. 산소 간섭을 방지하기위한 수경질.
혼합을 방지하기 위해 소금 브리지 또는 얇은 튜브를 사용할 수 있습니다.
백금 백금 전극은 산화 공정이 발생하는 곳입니다. 수소 가스는 산성 용액에 담그면 전극을 통해 기포됩니다. 감소 된 및 산화 된 형태의 농도가 유지되어 수소 가스에 대해 1 bar (100 kPa)의 압력을 초래한다. 활성 계수를 곱한 공식 농도는 수소 이온 활성과 같습니다.
수소 전극에 대한 백금 선택은 여러 가지 요인을 기반으로합니다.
플래티넘의 불활성 (부식되지 않음).
플래티넘의 양성자 환원 반응을 촉진하는 용량.
잠재력의 큰 재현성 (2 개의 잘 만들어진 수소 전극을 비교할 때 10V 미만의 바이어스)
백금에서의 양성자 감소에 대한 고 본질적인 교환 전류 밀도
총 표면적 증가, 백금의 표면은 백금화됩니다 (즉, 백금 검은 색으로도 알려진 미세한 분말 백금 층으로 덮여 있음). 이것은 반응 동역학을 향상시키고 가장 최신 가능성을 허용합니다.
접촉시 수소 흡착 용량이 높은 표면 재료를 사용하십시오. 이것은 또한 과정의 동역학을 향상시킵니다.
팔라듐 및 수소와 같은 다른 금속은 비슷한 기능으로 전극을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
표준 수소 전극의 작동 :
표준 수소 전극은 양극과 음극 모두로 기능 할 수 있습니다.
셀의 종래의 수소 전극이 산화되면 양극이됩니다. 수소는 H+ 이온으로 전환 된 후 용액으로 방출됩니다.
h2 → 2h + + 2e-
셀의 표준 수소 전극이 감소되면이 과정에서 용액의 수소 가스로 변환됩니다.
.2H + + 2E– → H2
H+ 이온 측면에서 전극은 가역적입니다.
298k에서 표준 수소 전극의 전극 전위는 0입니다.
전극 전위 측정 :
전극의 전위를 결정하기 위해 셀은 전극 중 하나로 전극과 두 번째 전극으로 표준 수소 전극을 설정합니다. 그런 다음 셀의 EMF가 결정됩니다. 세포의 EMF는 세포의 산화 및 환원 전위의 합과 같습니다.
기존 수소 전극의 전극 중 하나는 전극 전위가 0이 있기 때문에, 셀의 EMF는 조사 하에서 전극의 전극 전위에 정확하게 비례 할 것이다. 전극 전위는이 경우 산화 전위 또는 감소 전위라고합니다.
표준 수소 전극 혜택 :
1. 다양한 pH 값에 적용됩니다.
2. 종래의 수소 전극의 전위는 0입니다. 결과적으로 다른 전극의 전극 전위를 계산하는 것은 간단합니다.
표준 수소 전극 단점 :
1. 백금은 비용이 많이 들고 백금 백금으로 작업하기가 어렵습니다.
2. 수소 압력과 산 농도를 유지하는 것은 어렵습니다.
3. 순수한 수소는 얻기 어렵다.
결론 :
표준 수소 전극은 이상적인 가스 용액에서 백금 전극의 잠재력입니다. 자세히 설명하기 위해, 이론적 개념 솔루션에는 모든 온도에서 전위가없는 현재 요구 사항이 포함됩니다. 새로운 소금을 생성하기 위해 물질에서 전자를 기증하거나 제공하는 과정은 산화로 알려져 있습니다.
새로운 소금을 생성하기 위해 화학 물질에서 전자를 복용하는 과정은 감소라고합니다.