Перегляд вихідного коду сторінки Водневий електрод

'''Водне́вий електро́д'''&nbsp;— окисно-відновний електрод, що береться за основу термодинамічної шкали [[Окисно-відновний потенціал|окисно-відновних потенціалів]]. Для порівняння з потенціалами інших електродів потенціал стандартного водневого електроду вважається нульовим незалежно від температури.

Водневий електрод називають ''стандартним'' при тиску [[Водень|водню]] 1&nbsp;[[Атмосфера (одиниця вимірювання)|атм]] та [[Активність (хімія)|активності]] [[катіон]]ів водню в розчині 1&nbsp;моль/л.

[[Абсолютний електродний потенціал]] стандартного водневого електроду оцінюється в 4,44 ± 0,02 В при 25&nbsp;°C.

== Загальний опис ==
[[Файл:Standard hydrogen electrode 2009-02-06.svg|thumb|right|250px|Зразок водневого електроду: <br/> 1&nbsp;— платиновий електрод <br/> 2&nbsp;— подача водню <br/> 3&nbsp;— кислотний розчин з ''a''(H<sup>+</sup>)=1 моль/л <br/> 4&nbsp;— запобіжник від проникнення кисню <br/> 5&nbsp;— резервуар]]
Благородні метали, наприклад, [[золото]], [[платина]] та деякі інші, мають міцну [[кристалічна ґратка|кристалічну ґратку]] і їх катіони не переходять в розчин з [[метал]]у. Такі метали не мають на межі метал—розчин характерного стрибку потенціалу. Однак, якщо на поверхні металу [[Адсорбція|сорбована]] речовина, здатна [[Окиснення|окиснюватися]] чи [[Відновлення|відновлюватися]], — це вже система, в якій може формуватися [[подвійний електричний шар]] і можливий перебіг окисно-відновних процесів.

У водневому електроді як інертний метал використовують платину, на поверхні якої адсорбується газуватий водень. Для збільшення адсорбуючої поверхні й зниження {{нп|Перенапруга (хімія)|перенапруги||Overpotential}} платину [[Електроосадження|електролітично]] покривають шаром тонкодисперсної платини (платиновою черню). Водневий електрод оборотний стосовно йона водню, отже, є електродом першого роду.

== Напівреакція і потенціал електроду ==
На поверхні водневого електроду встановлюються [[Хімічна рівновага|рівноваги]]:
: H<sub>2</sub>(г) &#x21C4; H<sub>2</sub>(пов) &#x21C4; 2H(пов) &#x21C4; 2H<sup>+</sup>(р) + 2e<sup>-</sup>

В результаті цих процесів на межі між платиною та розчином іонів водню утворюється подвійний електричний шар, що спричиняє стрибок потенціалу. Величина цього потенціалу при даній температурі залежить від активності водневих іонів в розчині та кількості поглинутого платиною водню, яка пропорційна його тиску. [[Рівняння Нернста]] для цієї системи запишеться так:
: <math>E_H = - \frac{RT}{2F} \ln \frac{a_{\text{H}^+}^2}{p_{\text{H}_2}/p_0}</math>

або після простих алгебраїчних перетворень:
: <math>E_H = \frac{2,303RT}{F}\cdot\text{pH} + \frac{2,303RT}{2F} \lg \frac{p_{\text{H}_2}}{p_0}</math>

де
* <math>a_{\text{H}^+}</math> — активність катіонів водню в розчині
* pH — [[pH|водневий показник]]
* <math>p_{\text{H}_2}, p_0</math> — [[парціальний тиск]] водню й стандартний тиск (1 атм) відповідно
* ''R'' — [[універсальна газова стала]]
* ''F'' — [[стала Фарадея]]
* ''T'' — [[термодинамічна температура]]

== Джерела ==
* Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.&nbsp;М.&nbsp;Литвиненка НАН України, Донецький національний університет&nbsp;— Донецьк: «Вебер», 2008.&nbsp;— 758 с.&nbsp;— ISBN 978-966-335-206-0

{{phys-chem-stub}}

[[Категорія:Електроди]]