hydrogen electrode
一种气体电极。
电极表示式:H⁺(x mol·L⁻¹)|H₂(y Pa),Pt
电极反应:2H⁺+2e⁻===H₂,以铂黑作为催化剂以达平衡。
电极电势(25℃):φ(H⁺/H₂)=φ°(H⁺/H₂)+0.059/2*lg{a²(H₂)/[p(H₂)/p°]}。当a(H⁺)=1.0 mol·L⁻¹,p(H₂)=100kPa时,在任何温度下φ(H⁺/H₂)=φ°(H⁺/H₂)=0.000V,此时的氢电极叫做标准氢电极(NHE)。
电势稳定,适用于全部pH值范围,是pH值测量的基准指示电极。
氢电极在氯碱工业、电解水制取氢气或分离氢同位素以及研制燃料电池等方面有广泛的应用。
由于氢的阴极过程是酸性介质中金属腐蚀的主要共轭过程,故在金属防腐研究中也有重要意义。
说明:由于单个电极的电势无法确定,故规定任何温度下标准状态的氢电极的电势为零,任何电极的电势就是该电极与标准氢电极所组成的电池的电势,这样就得到了“氢标”的电极势。
标准状态是指氢电极的电解液中的氢离子活度为1,氢气的压强为0.1兆帕(约1大气压)的状态,温度为298.15K。
这只是一种假定的理想状态,通常是将镀有一层海绵状铂黑的铂片,浸入到H+浓度为1.0mol/L的酸溶液中,在298.15K时不断通入压力为100kPa的纯氢气,使铂黑吸附H2气至饱和,这是铂片就好像是用氢制成的电极一样。
实际测量时需用电势已知的参比电极替代标准氢电极,如甘汞电极、氯化银电极等。
它们的电极势是通过与氢电极组成无液体接界的电池,通过精确测量用外推去求得的。