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:

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

veya

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)

Etkileşim

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

Yapısı

Standart hidrojen elektrodunun şematik yapısı yanda görüldüğü gibidir:

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