Τι είναι το δυναμικό των ηλεκτροδίων;

Το δυναμικό ηλεκτροδίου είναι το συνδυασμένο δυναμικό δύο ηλεκτροδίων που υφίστανται αντιδράσεις σε ένα κύτταρο.Τυπικά μετράται σε βολτ, μπορεί να διαφέρει με βάση τις ουσίες που κατασκευάζονται από τα ηλεκτρόδια.Το υδρογόνο θεωρείται συχνά το πρότυπο, με δυναμικό μηδενικού βολτ, από το οποίο συγκρίνονται οι αντιδράσεις άλλων στοιχείων.Οι ηλεκτροχημικές διεργασίες μπορούν να προβλεφθούν από την κατανόηση του δυναμικού ηλεκτροδίου ενός υλικού, όπως και οι πιθανότητες να διαβρωθούν υπό συγκεκριμένες συνθήκες.Ονομάζεται επίσης ηλεκτρομαγνητική δύναμη (EMF), αυτό το δυναμικό μετράται γενικά χρησιμοποιώντας ένα γαλβανικό κύτταρο, το οποίο αποτελείται από δύο θαλάμους, το καθένα με ένα ηλεκτρόδιο και συνδέεται με ένα κομμάτι χαρτί που ονομάζεται γέφυρα αλατιού. Το ηλεκτρικό ρεύμα ενός κυττάρου είναι τυπικάΜετρείται από ένα βολτόμετρο.Μπορεί να μην υπάρχει ρεύμα.Η διαφορά στο δυναμικό μεταξύ των ηλεκτροδίων, στην περίπτωση αυτή, είναι συνήθως η ίδια με την EMF ολόκληρου του κυττάρου.Το EMF μετράται γενικά σε θερμοκρασία 77 deg (περίπου 25 deg, C) και μια τυπική ατμοσφαιρική πίεση στάθμης της θάλασσας.Τέτοιες συνθήκες χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του τυπικού δυναμικού ηλεκτροδίου σε μια διαμόρφωση δύο κυττάρων δύο κυττάρων.Ένα ηλεκτρόδιο υδρογόνου είναι τυπικά στη μία πλευρά αυτής της διάταξης, ενώ το δυναμικό του μία από την άλλη πλευρά καθορίζεται συνήθως με πείραμα.Συνήθως, όσο υψηλότερη είναι η αρνητική τιμή του δυναμικού, τόσο πιο πιθανό θα διαλυθεί το στοιχείο σε μια λύση.Δεν παρατηρείται συχνά αντίδραση σε μη αντιδραστικά μέταλλα.Αυτά είναι συνήθως τοποθετημένα στο κάτω μέρος ενός τυπικού πίνακα δυναμικού ηλεκτροδίου, ο οποίος προσδιορίζει το EMF διαφορετικών τύπων στοιχείων.Τα στοιχεία είναι γενικά διατεταγμένα κατά σειρά της τάσης τους να αντιδρούν, έτσι τα θετικά φορτισμένα είναι υψηλότερα, επειδή αντιδρούν συχνότερα από τις αρνητικές φορτισμένες ουσίες.

Οι τυπικές συνθήκες δεν είναι πάντα διαθέσιμοι, οπότε ένας υπολογισμός που ονομάζεται εξίσωση Nernst μπορεί να χρησιμοποιηθείΓια να προσδιορίσετε το δυναμικό ηλεκτροδίου.Καταγράφει τη θερμοκρασία, μια σταθερά αερίου, πόσα σωματίδια που ονομάζονται ηλεκτρόνια μεταφέρονται και συγκέντρωση ιόντων.Ενώ το υδρογόνο είναι η τυπική αναφορά, τα στοιχεία που χρησιμοποιούνται συχνά για ηλεκτρόδια περιλαμβάνουν ψευδάργυρο και χαλκό, σίδηρο, αλουμίνιο ή ασβέστιο.

Το δυναμικό ηλεκτροδίου καθενός από αυτά τα στοιχεία χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της τάσης ενός γαλβανικού κυττάρου.Ένας ξεχωριστός υπολογισμός των ατομικών μισών αντιδράσεων χρησιμοποιείται μερικές φορές για την εξαγωγή του EMF.Συνεπώς, η διαδικασία προσδιορισμού του δυναμικού των ηλεκτροδίων μπορεί να απαιτήσει την κατανόηση των επιστημονικών αρχών καθώς και των μαθηματικών.