Qual è il potenziale dell'elettrodo?
Il potenziale dell'elettrodo è il potenziale combinato di due elettrodi che subiscono reazioni in una cellula. Tipicamente misurata in volt, può differire in base alle sostanze di cui sono fatti gli elettrodi. L'idrogeno è spesso considerato lo standard, con un potenziale di zero volt, rispetto al quale vengono confrontate le reazioni di altri elementi. I processi elettrochimici possono essere previsti comprendendo il potenziale dell'elettrodo di un materiale, così come le possibilità che si corroda in circostanze particolari. Chiamato anche forza elettromotrice (EMF), questo potenziale viene generalmente misurato usando una cella galvanica, che consiste di due camere, ciascuna con un elettrodo e collegata da un pezzo di carta chiamato ponte salino.
La corrente elettrica di una cella viene in genere misurata da un voltmetro. Potrebbe non esserci corrente; la differenza di potenziale tra gli elettrodi, in questo caso, è generalmente la stessa dell'EMF dell'intera cellula. L'EMF viene generalmente misurato ad una temperatura di 77 ° F (circa 25 ° C) e ad una tipica pressione atmosferica a livello del mare. Tali condizioni vengono utilizzate per misurare il potenziale elettrodo standard in una configurazione a due semicelle. Un elettrodo a idrogeno è in genere su un lato di questo layout, mentre il potenziale di uno sull'altro lato è solitamente determinato dall'esperimento.
Una volta derivato questo valore standard, è possibile prevedere come reagirà una sostanza. Di solito, maggiore è un valore negativo del potenziale, maggiore è la probabilità che l'elemento si dissolva in una soluzione. Nessuna reazione è spesso osservata nei metalli non reattivi. Questi sono in genere posizionati nella parte inferiore di una tabella di potenziale dell'elettrodo standard, che identifica l'EMF di diversi tipi di elementi. Gli elementi sono generalmente disposti in ordine di tendenza a reagire, quindi quelli caricati positivamente sono più alti perché reagiscono più spesso delle sostanze caricate negativamente.
Le condizioni standard non sono sempre disponibili, quindi un calcolo chiamato equazione di Nernst può essere utilizzato per determinare il potenziale dell'elettrodo. Rappresenta la temperatura, una costante di gas, quante particelle chiamate elettroni vengono trasferite e la concentrazione di ioni. Mentre l'idrogeno è il riferimento standard, gli elementi spesso utilizzati per gli elettrodi includono zinco e rame, ferro, alluminio o calcio.
Il potenziale dell'elettrodo di ciascuno di questi elementi viene utilizzato per calcolare la tensione di una cella galvanica. Un calcolo separato delle semireazioni atomiche viene talvolta utilizzato per derivare anche l'EMF. Il processo di determinazione del potenziale degli elettrodi può quindi richiedere una comprensione dei principi scientifici e della matematica.