L'elettrodo standard a idrogeno (abbreviato in SHE o HSE, dall'inglese Standard Hydrogen Electrode) è uno storico elettrodo a gas, così schematizzato:
Pt | H2 (1 atm) | H+ (1 M)
A tale elettrodo sono riferiti i potenziali standard di riduzione di tutte le coppie redox note.
È formato da un cilindro cavo di platino platinato, ossia platino ricoperto da un deposito di platino spugnoso per aumentarne la superficie specifica, immerso in una soluzione 1 M in ioni H+ (HCl 1 M) e sul quale viene fatto gorgogliare idrogeno gassoso alla pressione di una atmosfera.
La reazione redox che sta alla base di questo elettrodo è:
2 H+ (aq) + 2 e- <=>H2 (g)
Applicando l'equazione di Nernst si ottiene:
dove:
è il potenziale di riduzione della semireazione, misurato nel SI in ; è il potenziale di riduzione allo stato standard, misurato nel SI in esso assume per convenzione valore nullo ad ogni temperatura e funge quindi da riferimento, .; è la costante dei gas, in unità SI pari a ; la temperatura assoluta, misurata nel SI in ; la costante di Faraday, pari a ; è il numero di elettroni scambiati nella semireazione, pari a 2 nel caso considerato; è la concentrazione di quantità di sostanza dello ione idrogeno; è la pressione parziale dell'idrogeno gassosoPiù correttamente si dovrebbe considerare l'attività chimica delle specie considerate. Questa per specie in soluzione acquosa può essere ben approssimata con la concentrazione di quantità di sostanza e per specie gassose con la pressione parziale..
Se si considera e la relazione precedente può essere riarrangiata, in funzione del pH (), ottenendo:
Se la soluzione contenente ioni H+ non è quella standard, è possibile utilizzare l'elettrodo per effettuare misure analitiche di pH.
La difficile riproducibilità ha fatto sì che l'HSE sia ormai, nella pratica di laboratorio, soppiantato da elettrodi più evoluti e con migliore sensibilità e riproducibilità.
Note
Bibliografia
Voci correlate Elettrodo di quarta specie Elettrodo di riferimento
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Collegamenti esterni
Idrogeno