Un electrodo de hidrógeno reversible ( RHE ) es un electrodo de referencia , más específicamente un subtipo de los electrodos de hidrógeno estándar , para procesos electroquímicos . A diferencia del electrodo de hidrógeno estándar, su potencial medido cambia con el pH , por lo que puede usarse directamente en el electrolito. [1] [2] [3]
El nombre se refiere al hecho de que el electrodo está en la solución de electrolito real y no está separado por un puente de sal . Por tanto, la concentración de iones de hidrógeno no es 1, sino que corresponde a la de la solución de electrolito; de esta manera podemos lograr un potencial estable con un valor de pH cambiante. El potencial de RHE se correlaciona con el valor de pH:
En general, para electrodos de hidrógeno en los que la reacción:
expira, la siguiente dependencia del potencial de equilibrio E , presión de hidrógeno y la actividad de los iones hidronio :
Aquí es el potencial de reducción estándar (esto es por definición igual a cero), R es la constante universal del gas , T la temperatura absoluta y F es la constante de Faraday .
Las sobretensiones ocurren en la electrólisis del agua, lo que significa que el voltaje de celda requerido debido a la inhibición cinética es mayor que el potencial de equilibrio. El voltaje aumenta al aumentar la densidad de corriente en los electrodos. Por tanto, la medición de los potenciales de equilibrio es posible sin energía.
Principio
El electrodo de hidrógeno reversible es un electrodo "estándar" bastante práctico y reproducible. El término se refiere a un electrodo de hidrógeno sumergido en la solución de electrolito realmente utilizada.
El beneficio de ese electrodo es que no se necesita un puente de sal :
- sin contaminación del electrolito por Cl - o SO 4 2−
- sin potenciales de difusión en el puente electrolítico ( potencial de unión líquida ). Esto es importante a una temperatura diferente a los 25 ° C.
- Es posible realizar mediciones a largo plazo (sin puente electrolítico significa que no hay mantenimiento del puente)
Ver también
Referencias
- ^ Cai, Yu; Anderson, Alfred B. (2004). "El electrodo de hidrógeno reversible: energías de activación dependientes del potencial sobre el platino de la teoría cuántica". El Journal of Physical Chemistry B . 108 (28): 9829. doi : 10.1021 / jp037126d .
- ^ Staehler, M .; Wipperman, K. & Stolten, D. "Inestabilidades del electrodo de referencia de hidrógeno reversible en celdas de combustible de metanol directo" (PDF) . 2004 Reunión internacional conjunta de la Sociedad Electroquímica, Resumen 1863 .
- ^ MacInnes, Duncan A. y Adler, Leon (1919). "Sobretensión de hidrógeno" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 5 (5): 160–3. Código bibliográfico : 1919PNAS .... 5..160M . doi : 10.1073 / pnas.5.5.160 . JSTOR 84265 . PMC 1091559 . PMID 16576366 .