Vad är elektrodpotential?
Elektrodpotential är den kombinerade potentialen för två elektroder som genomgår reaktioner i en cell. Normalt uppmätt i volt kan det variera baserat på de ämnen elektroderna är gjorda av. Väte anses ofta vara standarden, med en potential på noll volt, från vilken reaktionerna från andra element jämförs med. Elektrokemiska processer kan förutsägas genom att förstå elektrodpotentialen för ett material, liksom chansen att det korroderar under speciella omständigheter. Även kallad Electromotive Force (EMF) mäts denna potential i allmänhet med hjälp av en galvanisk cell, som består av två kamrar, vardera med en elektrod och anslutna med ett papper som kallas en saltbro.
En cells elektriska ström mäts vanligtvis med en voltmeter. Det kan finnas någon ström; skillnaden i potential mellan elektroderna är i detta fall vanligtvis densamma som EMF för hela cellen. EMF mäts generellt vid en temperatur av 77 ° F (cirka 25 ° C) och ett typiskt atmosfärstryck på havsnivån. Sådana förhållanden används för att mäta standardelektrodpotentialen i en två halvcellskonfiguration. En väteelektrod är typiskt på ena sidan av denna layout, medan potentialen för den på andra sidan bestäms vanligtvis genom experiment.
När detta standardvärde härleds kan det förutsägas hur ett ämne kommer att reagera. Vanligtvis, ju högre ett negativt värde på potentialen, desto mer sannolikt kommer elementet att upplösas i en lösning. Ingen reaktion ses ofta i icke-reaktiva metaller. Dessa placeras vanligtvis i botten av en standardelektrodpotentialtabell, som identifierar EMF för olika typer av element. Elementen är vanligtvis ordnade efter deras tendens att reagera, så positivt laddade är högre upp eftersom de reagerar oftare än negativt laddade ämnen.
Standardförhållanden är inte alltid tillgängliga, så en beräkning som kallas Nernst-ekvationen kan användas för att bestämma elektrodpotentialen. Det står för temperaturen, en gaskonstant, hur många partiklar som kallas elektroner som överförs och jonkoncentration. Medan väte är standardreferensen inkluderar element som ofta används för elektroder zink och koppar, järn, aluminium eller kalcium.
Elektrodpotentialen för vart och ett av dessa element används för att beräkna en galvanisk cells spänning. En separat beräkning av atomära halvreaktioner används ibland också för att härleda EMF. Processen för att bestämma elektrodernas potential kan därför kräva en förståelse av vetenskapliga principer såväl som matematik.