Mekkora a hidrogénelektród potenciálja pH=0 oldatban és pH=1 oldatban,101,3 kPa nyomásnál? Hogyan kapjuk ezt meg?

A elektródpotenciálokat a Nernst egyenlet írja le, hidrogén elektródra:

ε = εº + RT/F ln[aH+/(fH2)^1/2]

R=8,31 J/molK egyetemes gázállandó

T=298K abszolút hőmérséklet

F=96500 C/mol Faraday állandó

aH+ hidrogén ion aktivitás, híg oldatban a koncentráció

fH2 hidrogén fugacitás, jó közelítéssel a hidrogén nyomás

Így az egyszerűsített Nernst egyenlet:

ε = εº + RT/F ln[[H+]/(pH2)^1/2]

Mivel egy elektród potenciálja önmagában sohasem mérhető, önkényesen εº=0,00V-nak választottuk, ebből következnek a hidrogén elektród potenciál értékek:

pH=0 [H+]=1mol/dm3, p=1bar (100 kPa) --> ε = 0,00V

pH=1 [H+]=0,1mol/dm3, p=1bar (100 kPa) --> ε = -0,059V

Megjegyzés: ha a [H+] hidrogén ion koncentráció csökken, akkor csökken a hidrogén elektród ε potenciálja is.

(Forrás: Dr Liszi János: Fizikai kémia, Veszprémi Egyetemi Kiadó, 1993.)

*p=1bar helyett p=1atm (101 kPa) szerepel inkább az egyenletben, de ez mindegy is, a lényeg, hogy egységnyi a nyomás; így a hidrogén elektród potenciálja a legegyszerűbb formában:

ε = εº + RT/F ln[H+]

Megjegyzés: ha [H+]=1mol/dm^3, akkor a második tag zérus, ezt hívják standard hidrogénelektródnak (SHE) (természetesen standard állapotban):

ε = εº = 0,00V