Standart hidrojen elektrodu

Standart hidrojen elektrodu (SHE) (veya Normal hidrojen elektrodu (NHE)), bir redoks elektrodu olup oksidasyon-redüksiyon potansiyellerinin termodinamik ölçümlendirilmesinin temelini oluşturur. Mutlak eletrot potansiyeli 25^oC de 4,44 ± 0.02 V olmasına rağmen, tüm diğer elektrot reaksiyonlarıyla karşılaştırılabilmesinde temel olması açısından, hidrojenin standart elektrot potansiyel değeri (E⁰) tüm sıcaklıklarda sıfır olarak kabul edilmiştir.^[1] Herhangi bir elektrodun potansiyeli, standart hidrojen elektrodunun aynı sıcaklıktaki potansiyeli ile karşılaştırılır.

Hidrojen elektrodunun temelindeki yarı hücre reaksiyonu:

2H⁺ + 2e^– → H₂(g)

şeklindedir.

Bu redoks reaksiyonu platin kaplı platin elektrot yüzeyinde gerçekleşir. Platin elektrot kulanmanın nedenleri arasında;

• çok büyük yüzey alanına sahip elektrot kullanma zorunluluğu (elektrot alanı ne kadar büyükse, elektrot kinetiği o kadar hızlıdır),
• hidrojeni kendi arayüzeyinde adsorblayacak bir elektrot malzemesi kullanma zorunluluğu (bu faktör de elektrot kinetiğini hızlandırır)

sayılabilir.

Nernst denklemi:

${\displaystyle E={RT \over F}\ln {a_{H^{+}} \over (p_{H2}/p^{0})^{1/2}}}$

veya

${\displaystyle E=-{2.303RT \over F}pH-{RT \over 2F}\ln {p_{H2}/p^{0}}}$

şeklinde yazılabilir ki burada:

• a_H+ hidrojen iyonu aktivitesi, a_H⁺=f_H⁺ C_H⁺ /C⁰
• p_H2 hidrojenin kısmi basıncı (pascal, Pa)
• R gaz sabiti
• T sıcaklık (kelvin)
• F Faraday sabiti (mol elektronun yükü, 9.6485309*10⁴ C mol⁻¹ e eşittir)
• p⁰ standart basınç (10⁵ Pa)

Platin kaplı platin elektrodun yüksek adsorbsiyon aktivitesi nedeniyle elektrot yüzeyinin ve çözeltinin, organik maddelerden ve havadaki oksijenden korunması büyük önem arzeder.

Standart hidrojen elektrodunun şematik yapısı yanda görüldüğü gibidir:

1. platin kaplı platin elektrot
2. hidrojen üfleme
3. aktivitesi H⁺ = 1 mol dm⁻³ olan asidik çözelti
4. oksijenle teması önleyen su tuzağı
5. ikinci yarı hücrenin birleştirileceği rezervuar ki bu, üzerinde çalışılan elektroda iyonik olarak iletken bir yol yaratır.

• Adsorpsiyon 7 Ekim 2008 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.