電化學

標準氫電極

/ STAN-derd HY-druh-jen ih-LEK-trohd /

不先選定一個海平面來量,你就沒法說一樣東西有多高。電極電勢也有同樣的難題:你永遠只能測出兩個電極之間的差,絕不可能單獨測出一個。於是化學家約定了一個唯一的參照點,把它的電勢規定為恰好零。這個參照就是標準氫電極。

它是一套具體而可重現的裝置:一片惰性的鉑,表面被處理成海綿狀,浸在氫離子恰好為 1 莫耳(嚴格說是單位活度)的酸裡,氫氣以 1 巴在它表面鼓泡,全都在 25 °C 下。它表面的半反應——氫離子變成氫氣、再變回來——按約定被定為 0.00 伏的電勢。表中其他每一個電極電勢,都是相對於它來標註的。

這個電極就是電化學約定的海平面。因為人人都對著同一個零點來測,鋅、銅、金以及其餘數百種物質的標準電勢才能被列成表、互相比較、加起來去預測電池電壓。真正的氫電極製作起來很挑剔,所以實驗室通常改用更結實的參比電極(比如銀/氯化銀),再換算回氫電極的標度。

要測出鋅的標準電勢,你搭一個電池,一邊是鋅電極,另一邊是標準氫電極。電壓表讀出約 0.76 伏,而既然氫被定為零,鋅的電勢就是 −0.76 伏。

氫電極是測量其他一切電勢所對照的那個零點。

它的零是一種約定,而非測出來的事實——從來沒有人測出過單個電極的絕對電勢。如果換一個參照,整張電勢表只會整體平移。

又稱
SHE标准氢电极標準氫電極