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標準氫電極
鎖定
- 中文名
- 標準氫電極
- 外文名
- Normal Hydrogen Electrode
- 外文別名
- Standard hydrogen electrode
- 縮 寫
- NHE & SHE
- 電極電勢
- 0.000V(任意温度)
標準氫電極簡介
由於單個電極的電勢無法確定,故規定任何温度下標準狀態的氫電極的電勢為零,任何電極的電勢就是該電極與標準氫電極所組成的電池的電勢,這樣就得到了“氫標”的電極勢。標準狀態是指氫電極的電解液中的氫離子活度為1,氫氣的壓強為0.1兆帕(約1大氣壓)的狀態(標準狀態時温度為298.15K)。氫標電極的温度係數也因此為零。
標準氫電極幾種氫電極之間的區別
在電化學發展的早期,研究人員曾使用一般氫電極作為零電位。這種電極的定義是“鉑電極浸在濃度為1M的一元強酸中,放出壓力約1atm的氫氣”。可見它能夠實際實現,因而使用很方便。然而,這樣的電極-溶液界面並不完全可逆,所以後來零電位的定義有所改變——新的定義是一個氫離子的活度為1mol/L的理想電極-溶液界面(即假設氫離子與其他微粒沒有任何相互作用,顯然現實中無法實現)。為了便於區分,這個新標準稱為“標準氫電極”。
可逆氫電極(Reversible Hydrogen Electrode,RHE)是電化學會用於表示電極電位是標準的“零電位”,該詞出自JPCC的一篇文章(J. Phys. Chem. C, 2009, 113 (28), pp 12340–12344 題目:Surface Decoration at the Atomic Scale Using a Molecular Pattern: Copper Adsorption on Cyanide-Modified Pt(111) Electrodes)
[1]
。現在電化學論文中更多的採用RHE校正自己體系的參考電極,作為相互比較的通用單位。一般每個電化學體系的RHE稍有不同,比較講究的文章中Supporting Information有詳細的測定方法。
比如這篇文章 《An Oxygen Reduction Electrocatalyst Based on Carbon Nanotube-Nanographene Complexes》
[2]
的supporting information 一開始就校正了電極電位,實驗本身使用的SCE(飽和甘汞)電極。具體的方法不再贅述。
標準氫電極鉑的選擇
在選擇用於標準氫電極的鉑時,應考慮如下幾個因素:
其他的金屬也能用作電極並起到相似的作用,例如鈀。
標準氫電極干擾
標準氫電極同位素效應
氘的電極反應方程式如下:
- 2D(aq) + 2e→ D2(g)
其電極電勢與氫的略有差異(約-0.013V,不同的文獻給出的數據各不相同,如也有-0.044V等説法)。
標準氫電極電極電勢的測量
- 參考資料
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- 1. María Escudero , José F. Marco and Ángel Cuesta * Instituto de Química Física “Rocasolano”, CSIC, C. Serrano, 119, E-28006 Madrid, Spain.Surface Decoration at the Atomic Scale Using a Molecular Pattern: Copper Adsorption on Cyanide-Modified Pt(111) Electrodes:ACS Publications,2009
- 2. Yanguang Li, Wu Zhou, Hailiang Wang, Liming Xie, Yongye Liang, Fei Wei, Juan-Carlos Idrobo, Stephen J. Pennycook & Hongjie Dai.An oxygen reduction electrocatalyst based on carbon nanotube–graphene complexes:Nature,2012