Водородный электрод

Водородный электрод, платиновая пластинка, электролитически покрытая платиновой чернью, погружённая в раствор кислоты с определённой концентрацией ионов водорода Н+ и омываемая током газообразного водорода. Потенциал водородного электрода возникает за счёт обратимо протекающей реакции

 

Между водородом, адсорбированным платиновой чернью, и ионами водорода в растворе устанавливается равновесие. Потенциал электрода Е определяется уравнением Нернста:

 

где Т — абсолютная температура (К), аН+ — активная концентрация ионов водорода (г-ион/л), р — давление водорода [кгс/см2 (атм)], Е° — нормальный (или стандартный) потенциал водородного электрода при р = 1 кгс/см2 (1 атм) и aH+ = 1. При любой заданной температуре Е° условно принято считать равным нулю. От потенциала стандартного водородного электрода отсчитывают потенциалы всех других электродов (так называемая водородная шкала потенциалов). При работе с водородным электродом необходима тщательная очистка водорода от примесей. Особенно опасны соединения серы и мышьяка, а также кислород, реагирующий с водородом на поверхности платины с образованием воды, что приводит к нарушению равновесия

 

Водородный электрод применяют как электрод сравнения.


Рисунок к ст. Водородный электрод.


Комментарии*

Дополнения к описанию водородного электрода:

  • Конструкция и принцип работы:

    • Платиновая чернь обеспечивает большую площадь поверхности для адсорбции водорода и катализирует реакцию 2H⁺ + 2e⁻ ⇌ H₂
    • Электрод функционирует как обратимая система, где платина не участвует в электрохимической реакции, а служит инертным проводником
  • Калибровка и стандартизация:

    • Является первичным стандартом в электрохимии с потенциалом, условно принятым за 0 В при всех температурах
    • Используется для определения стандартных электродных потенциалов в водородной шкале
  • Ограничения применения:

    • Чувствителен к примесям (кислород, сероводород, CO), которые отравляют платиновый катализатор
    • Требует постоянной подачи водорода и контроля давления
    • Неудобен в практическом использовании, поэтому часто заменяется более стабильными электродами сравнения (каломельным, хлорсеребряным)
  • Значимость:

    • Фундаментальный эталон в электрохимии для построения ряда стандартных электродных потенциалов
    • Используется для измерения pH в прецизионных исследованиях
*Подобраны с помощью LLM, верифицированы, но возможны неточности.
Синонимы/примеры:* Водородный электрод; стандартный водородный электрод; НЭ
*подобраны ИИ, возможны неточности