Hva er elektrodepotensialet?

Elektrodepotensial er det kombinerte potensialet til to elektroder som gjennomgår reaksjoner i en celle. Vanligvis målt i volt, kan det variere basert på stoffene elektrodene er laget av. Hydrogen regnes ofte som standarden, med et potensiale på null volt, som reaksjonene fra andre elementer sammenlignes med fra. Elektrokjemiske prosesser kan bli forutsagt ved å forstå elektrodepotensialet til et materiale, og det samme kan sjansene for at det korroderer under spesielle omstendigheter. Også kalt Electromotive Force (EMF), blir dette potensialet generelt målt ved hjelp av en galvanisk celle, som består av to kamre, hver med en elektrode og forbundet med et papir som kalles en salt bro.

Den elektriske strømmen til en celle måles vanligvis med et voltmeter. Det kan ikke være noen strøm; potensialforskjellen mellom elektrodene, i dette tilfellet, er vanligvis den samme som EMF for hele cellen. EMF måles vanligvis ved en temperatur på 77 ° F (ca. 25 ° C), og et typisk atmosfærisk trykk på havnivået. Slike forhold brukes til å måle standardelektrodepotensialet i en to halvcelle-konfigurasjon. En hydrogenelektrode er typisk på den ene siden av dette oppsettet, mens potensialet til den på den andre siden vanligvis bestemmes ved eksperiment.

Når denne standardverdien er avledet, kan det spås hvordan et stoff vil reagere. Vanligvis, jo høyere en negativ verdi av potensialet, jo mer sannsynlig vil elementet oppløses i en løsning. Ingen reaksjon sees ofte i ikke-reaktive metaller. Disse er typisk plassert i bunnen av en standard elektrodepotensialtabell, som identifiserer EMF for forskjellige typer elementer. Elementene er vanligvis ordnet etter deres tendens til å reagere, så positivt ladede er høyere opp fordi de reagerer oftere enn negativt ladede stoffer.

Standardforhold er ikke alltid tilgjengelige, så en beregning kalt Nernst-ligningen kan brukes til å bestemme elektrodepotensialet. Det står for temperaturen, en gasskonstant, hvor mange partikler som kalles elektroner som overføres og ionkonsentrasjon. Mens hydrogen er standardreferansen, inkluderer elementer som ofte brukes til elektroder sink og kobber, jern, aluminium eller kalsium.

Elektrodepotensialet til hvert av disse elementene brukes til å beregne en galvanisk celles spenning. Noen ganger brukes en separat beregning av atomære halvreaksjoner også for å utlede EMF. Prosessen med å bestemme potensialet til elektrodene kan derfor kreve forståelse av vitenskapelige prinsipper så vel som matematikk.