Normalväteelektroden utgör nollpunkten på den potentialskala som kemister använder för att förstå redoxreaktioner, det vill säga reaktioner där oxidation och reduktion sker samtidigt. I grunden är det en gaselektrod: vätgas leds in i en glascell som innehåller en platinaelektrod. Platina deltar inte själv i några reaktioner utan fungerar endast som en inert yta. Gaselektroden sänks ner i en utspädd syralösning (1 mol dm⁻³ H⁺(aq)) som vätgasen reagerar med. Normalväteelektroden hålls under standardförhållanden – en temperatur av 298 kelvin (25 °C) och ett tryck av 1 atmosfär (101,3 kPa). Elektroden har flera viktiga tillämpningar inom kemin.
IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) har fastställt normalväteelektroden som den universella referenselektroden. Dess standard-elektrodpotential definieras som exakt noll vid alla temperaturer under standardförhållanden. För att mäta potentialen hos en annan elektrod kopplas normalväteelektrodens cell ihop med en cell som innehåller den aktuella elektroden. Cellerna förbinds med en ledning där även en voltmeter är ansluten – ett instrument som mäter potentialskillnader i volt mellan olika punkter i en elektrisk krets. En saltbrygga mellan de två cellerna fullbordar kretsen. Vid mätningen kopplas normalväteelektroden alltid in som vänster elektrod.
Eftersom normalväteelektroden antas ha potentialen noll betraktas provmaterialets standard-elektrodpotential som lika med hela cellens potential. Är värdet negativt har provelektroden större benägenhet att avge elektroner än vad väte har. Är värdet positivt är provelektroden mindre benägen att avge elektroner än väte och har i stället större tendens att ta upp elektroner. I praktiken utförs dessa mätningar dock sällan på detta sätt, eftersom väteelektroden är svår att arbeta med.
Genom att jämföra olika materials standard-elektrodpotentialer kan de ordnas i den elektrokemiska spänningsserien, från den mest negativa till den mest positiva potentialen. Material med mycket negativa potentialer är goda reducerande medel, medan material med de mest positiva potentialerna är goda oxiderande medel. Riktningen på en redoxreaktion mellan två valfria material i serien kan förutsägas genom att jämföra deras standard-elektrodpotentialer: det mer negativa materialet avger elektroner (oxideras) medan det mer positiva tar emot dem (reduceras). För att en reaktion ska ske spontant under normala förhållanden måste skillnaden dock överstiga 0,3 V.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online