Électrode d’hydrogène – Wikipedia

Le terme Électrode hydrogène est généralement utilisé pour les électrodes où l’hydrogène gaz ₂ est développé ou utilisé. L’électrode d’hydrogène est un outil important pour les mesures en électrochimie et en chimie physique: c’est l’une des électrodes de référence les plus importantes, ce qui signifie qu’il est utilisé pour déterminer le potentiel d’autres électrodes par simple mesure de tension. Le potentiel est la taille la plus importante pour décrire l’état électrochimique d’une électrode.

La normale (NHE) et l’électrode hydrogène standard (SHE) sont particulièrement importantes, car leur potentiel est défini comme un point nul de l’échelle de potentiel standard.
Le potentiel des électrodes d’hydrogène passe par la réaction:

${DisplayStyle 2; Mathrm {H ^ {+}}; +; 2; Mathrm {e ^ {-}} quad justiceftharpoons quad Mathrm {h_ {2}}}$

décrit.

Électrode d’hydrogène standard
1 – électrode en platine
2 – flux d’hydrogène
3 – Solution avec de l’acide (H ⁺ = 1 mol / L)
4 – Achèvement pour éviter les troubles de l’oxygène
5 – réservoir

L’électrode hydrogène standard (anglais Électrode d’hydrogène standard , pour faire court, elle) est standardisée à une activité ionique de 1 mol / L et une pression d’hydrogène de 1013 HPa à chaque température. Comme chaque électrode de référence, il sert d’abord le but de fournir un potentiel défini avec précision. De plus, il est particulièrement adapté pour déterminer le potentiel standard, car son potentiel est le point zéro de l’échelle de potentiel. Le potentiel d’électrode absolue de l’électrode d’hydrogène à 298,15 K selon la recommandation IUPAC est de 4,44 ± 0,02 V. ^[d’abord]

Contrairement à l’électrode hydrogène standard, l’électrode d’hydrogène normale (NHE = électrode hydrogène normale) fonctionne avec la concentration en ionique de l’hydrogène dans les mêmes conditions.

Disposition et fonction [ Modifier | Modifier le texte source ]]

La réaction suivante est basée sur le potentiel de l’électrode hydrogène:

${DisplayStyle 2; Mathrm {H ^ {+}}; +; 2; Mathrm {e ^ {-}} quad justiceftharpoons quad Mathrm {h_ {2}}}$

Le problème technique avec une électrode à hydrogène est que l’hydrogène en tant que gaz ne peut ni assumer, ni mener électriquement. Par conséquent, une électrode auxiliaire est utilisée sous la forme d’un métal précieux neutre (platine). Ceci est rincé avec de l’hydrogène gazeux qui s’adresse à la surface du platine et l’a recouvert d’une plaquette-couche d’atomes d’hydrogène. Vous obtenez donc un “bloc d’hydrogène” qui se compose de platine à l’intérieur – l’électrode d’hydrogène.

L’électrode hydrogène standard, qui définit le point zéro de l’échelle de potentiel standard, se compose donc d’une feuille de platine platine (c’est-à-dire électrolytiquement de platine) en platine), qui dans une solution acide avec une activité ionique des protons

depuis

immerger. L’électrode en platine est lavée par l’hydrogène gazeux à une pression de 1013 hPa et une température de 298,15 K. L’hydrogène gazeux partiellement adapté au platine, forme un équilibre avec les ions hydrogène de l’acide et détermine ainsi le potentiel électrochimique.

Le potentiel électrique qui se forme sur cette électrode est le potentiel standard qui est défini comme zéro identique.

Signification et manipulation [ Modifier | Modifier le texte source ]]

Étant donné que le potentiel standard est mesuré par rapport à l’électrode hydrogène standard, cette électrode est d’une grande importance pour la chimie physique. Cependant, votre manipulation est très encombrante: d’une part, elle nécessite la manipulation de l’hydrogène gazeux, par lequel la formation de gaz lumineux doit être évité par des navires fermés. Une atmosphère sans oxygène dans le vaisseau électrolyte est également nécessaire car l’oxygène peut falsifier le potentiel de l’électrode. D’un autre côté, une électrode en platine est sensible à la contamination, donc aucune lèvre ne peut par ex. B. des empreintes digitales; Afin de sécuriser une activité catalytique élevée, il devrait être re -Platinum. Le contrôle d’impression est également requis pour des mesures précises.
Pour ces raisons, les électrodes d’hydrogène sont à peine utilisées pour les examens de routine, tout comme rarement pour les travaux de recherche, à l’exception de ceux-ci visant à déterminer le potentiel standard. Les électrodes de chlorure de kalomel ou d’argent argenté (AG / AGCL) ont été utilisées beaucoup plus souvent, dans lesquelles aucun réactif gazeux ne se produit, de sorte qu’aucune dépendance à la pression ne se produit. Aujourd’hui, les électrodes AG / AGCL sont principalement utilisées pour éviter le calomel toxique. Contrairement aux électrodes d’hydrogène, ils sont également disponibles dans le commerce dans de nombreuses variantes différentes.

Les conditions standard du SHE ne peuvent pas être définies dans l’expérience. Cela comprend l’activité des protons et la pression de gaz de 1013 hPa. Par conséquent, il est recommandé d’utiliser 1 mol / L d’acide chlorhydrique et d’hydrogène gazeux dans des conditions atmosphériques comme électrolyte. Dans ce cas, on parle de l’électrode d’hydrogène normale. Les écarts vers le SHE sont minimes, mais en raison de l’équation de Nernst dépendante du pH.

Pour certains examens électrochimiques, des électrodes d’hydrogène sont également utilisées, qui sont exploitées en cas de pression ambiante; Les électrodes d’hydrogène pour l’électrolyse d’eau fonctionnent souvent avec une surpression.
Pour les études en acides ou en lessive, une électrode hydrogène dans la même solution que l’électrode à mesurer est parfois également utilisée; Il n’est pas séparé par un pont de sel. De cette façon, vous pouvez vous assurer que le potentiel mesuré ne change pas avec le pH.

L’électrolyse de l’eau se produit: la tension cellulaire requise est supérieure à la tension d’équilibre due à l’inhibition cinétique. La surtension augmente avec l’augmentation de la densité de puissance sur les électrodes. La mesure des potentiels d’équilibre a donc lieu aussi sans débit que possible.

1. ↑ Saisir Électrode d’hydrogène standard. Dans: IUPAC (éd.): Compendium de la terminologie chimique. Le «livre d’or». est ce que je: 10.1351 / Goldbook.S05917 .