Potenziali degli elettrodi standard

Considerate due contenitori con livelli di fluido diversi. Quando collegati, il liquido scorre dal livello superiore a quello inferiore. Misurando i singoli livelli di fluido, sarà possibile prevedere la direzione del flusso.

Comparativamente, in una cella galvanica, conoscere i potenziali dei singoli elettrodi aiuta a prevedere l'ossidante, il riducente e il flusso degli elettroni. Qui, ogni semicella ha il suo potenziale dell'elettrodo corrispondente. Tuttavia, il potenziale del singolo elettrodo non può essere misurato direttamente ma solo la differenza di potenziale fra le due semicelle.

Allora, come viene calcolato? Per determinare i potenziali dei singoli elettrodi, ad un elettrodo viene assegnato un potenziale zero, e i potenziali dell'altro elettrodo vengono misurati rispetto ad esso. L'elettrodo con un potenziale zero è l'elettrodo dell'idrogeno in condizioni di stato standard, detto anche elettrodo dell'idrogeno standard, o SHE.

Lo SHE funziona a 25°C, costituito da un elettrodo di platino inerte parzialmente immerso in acido cloridrico 1 molare ed esposto a un flusso di idrogeno gassoso a 1 atmosfera. Quando un elettrodo di zinco è collegato allo SHE, la sua massa si riduce, indicando la sua ossidazione a ioni Zn2+L'aumento simultaneo della produzione di idrogeno gassoso, dimostra una riduzione degli ioni idrogeno. Quindi, lo zinco è l'anodo e lo SHE il catodo.

Il potenziale dell'elettrodo standard dello zinco di 0, 76 V indica un potenziale ossidativo maggiore rispetto allo SHE. Tuttavia, quando un elettrodo di rame è collegato allo SHE, la sua massa aumenta quando Cu2+viene ridotto a rame. Quindi, il rame è il catodo e lo SHE l'anodo.

Il potenziale di riduzione standard del rame di 0, 34 V indica un potenziale riduttivo maggiore rispetto allo SHE. I potenziali degli elettrodi standard forniscono una misura delle ossidazioni o delle riduzioni che si verificano più è positivo, maggiore sarà la tendenza ad una riduzione in condizioni standard. La direzione e la spontaneità di una reazione redox vengono determinate esaminando i potenziali degli elettrodi standard individuali.

Una somma positiva dei potenziali dell'elettrodo implica una reazione spontanea. Pertanto, per una cella galvanica rame-zinco, con zinco come anodo e rame come catodo e un potenziale di cella di 1.10 V, entrambe le reazioni semicellulari si verificano spontaneamente nella direzione avanti. Infine, il potenziale dell'elettrodo standard è una proprietà intrinseca e non è influenzato da alcun cambiamento nella stechiometria di semireazione.