Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Стандартный электрод сравнения — электродная система определенного состава в заданных условиях, потенциал которой условно ( в данной шкале) принимают равным нулю, т.е. принимают за точку отсчета при нахождении потенциалов других электродов. Практические электроды сравнения являются электродными системами с достаточно устойчивым и воспроизводимым значением потенциала и используются в лабораторной практике для измерения потенциала других электродов. Потенциал практического электрода сравнения может отличаться от условного нулевого потенциала стандартного электрода, тогда потенциал измеряемого электрода в данной шкале находят путем пересчета. [1]
Специально приготовляемые стандартные электроды сравнения имеют ряд преимуществ по сравнению с описанными. Величины потенциалов этих электродов хорошо проверены и известны. Это позволяет применять их в прямой потенциометрии, когда необходимо определять абсолютное значение потенциала индикаторного электрода, а не только изменение этой величины в процессе титрования. Все эти электроды являются электродами второго рода, содержащими раствор электролита с анионом малорастворимой соли в большой концентрации; часто применяют насыщенный раствор такой соли. Такое устройство обеспечивает постоянство потенциала электрода даже в том случае, если через него протекает ток. [2]
Стандартными электродами сравнения называются электроды ( обратимые), которые используются при измерениях электродных потенциалов в качестве их эталонов. [3]
Без стандартного электрода сравнения титрование на предметном столике технически проще выполнить, и малый объем раствора при этом надежно гарантирован от внесения посторонних веществ. [4]
В качестве стандартного электрода сравнения при электрохимических исследованиях выбран нормальный водородный электрод НВЭ, который устроен — следующим образом. Электрод из платинированной платины погружен в нормальный раствор кислоты ( концентрация ионов Н равна 1 г-ион / л), через раствор продувается водород под давлением в 9 81 — 104 Па. Пузырьки водорода адсорбируются на пластине, образуя как бы водородную пластинку, которая подобно металлу обменивает с раствором положительные ионы. Равновесный водородный электрод при активности ионов водорода в растворе, равной единице ( рН 0), и парциальном давлении водорода, равном 9 81 X XIО4 Па, принят за эталон, по отношению к которому измеряют или подсчитывают значения всех остальных электродных потенциалов. [5]
В качестве стандартного электрода сравнения обычно применяют так называемый нормальный водородный электрод, который состоит из платинированной платиновой пластинки, опущенной в раствор 1 н кислоты, куда подается очень чистый ( полученный электролизом) газообразный водород под давлением 1 ата. На электроде быстро устанавливается равновесие между молекулами растворенного водорода и ионами водорода в растворе. Потенциал нормального водородного электрода условно принят равным нулю. [6]
В качестве стандартного электрода сравнения при электрохимических исследованиях выбран нормальный водородный электрод НВЭ, который устроен следующим образом. Электрод из платинированной платины погружен в нормальный раствор кислоты ( концентрация ионов Н равна 1 г-ион / л), через раствор продувается водород под давлением в 9 81 — 104 Па. Пузырьки водорода адсорбируются на пластине, образуя как бы — водородную пластинку, которая подобно металлу обменивает с раствором положительные ионы. Равновесный водородный электрод при активности ионов водорода в растворе, равной единице ( рН 0), и парциальном давлении водорода, равном 9 81 X ХЮ4 Па, принят за эталон, по отношению к которому измеряют или подсчитывают значения всех остальных электродных потенциалов. [7]
Применяется в стандартных электродах сравнения , как катализатор органич. [8]
Какую роль выполняют стандартные электроды сравнения . [9]
Для измерения потенциалов металлов используют стандартные электроды сравнения , наиболее распространенные из них — каломельные и хлорсеребря-ные. Для сильнокислых и щелочных растворов применяют соответственно хин-гидронный, водородный и оксидно-ртутный электроды. [10]
Для определения электродных потенциалов применяют стандартные электроды сравнения , потенциалы которых известны. Обычно в качестве стандартного электрода применяют каломельный или водородный электроды. Условно принимают стандартный потенциал водородного электрода при любой температуре равным нулю. [11]
Обычно k рассчитывают относительно какого-либо стандартного электрода сравнения , например СВЭ. [13]
В практической работе удобнее пользоваться другими стандартными электродами сравнения , имеки щими постоянное значение электродного потенциала по отношению к стандартному водородному электроду, как, например, хин-гидронный, хлорсеребряный, каломельный. [15]
Стандартный водородный электрод. Ряд стандартных электродных потенциалов
Физический смысл величины электродного потенциала 
— разность
потенциалов между металлом и раствором его соли. Почему же вместо определенного значения потенциала используется их разность? В данном случае ситуация аналогична той, с которой мы имели дело в гл. 10, обсуждая проблему измерения внутренней энергии 1/. Потенциал 5 Па.
Рис. 16.3. Конструкция водородного электрода
В этих условиях по соглашению принято = О при любой температуре.
Для измерения относительного потенциала электрода создают электрохимическую систему из измеряемого и стандартного водородного электрода (рис. 16.4). Водородный электрод в зависимости от природы измеряемого электрода может являться как анодом, так и катодом. В любом случае АЕ = фк — фа такого гальванического элемента в стандартных условиях будет равна. Водородный электрод позволяет измерить относительный потенциал 
с точностью до 0,00001 В. Однако в эксплуатации водородный электрод является сложным и «капризным» устройством, поэтому практически вместо него используют другие электроды с известным значением стандартного потенциала, например каломельный или элемент Вестона. В общем случае потенциал водородного электрода при температуре 25°С равен 
Рис. 16.4. Схема измерения стандартного электродного потенциала:
слева — стандартный водородный электрод, справа — измеряемый
Или с учетом того, что pH = -1й Сн+, получаем
Измеряя электродный потенциал, можно определить pH раствора. Это и осуществляется в современных приборах, называемых рН-метрами. Отсюда очевидно, что потенциал водородного электрода 2Н + /Н2 в чистой воде с pH = 7 равен -0,413 В.
Проведенная большая экспериментальная работа позволила установить значения электродных потенциалов для всех металлов и многих сплавов. Данные но электродным потенциалам соответствуют ряду активности металлов (рис. 16.5). Впервые такой ряд построил российский химик Николай Николаевич Бекетов (1827—1911).
Рис. 16.5. Часть ряда Н. Н. Бекетова активности металлов около условной нулевой точки — потенциала водорода
Водородный электрод
- Стандартный водоро́дный электро́д — электрод, использующийся в качестве электрода сравнения при различных электрохимических измерениях и в гальванических элементах. Стандартный водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, покрытую платиновой чернью, на которую подается газообразный водород с давлением в 1 атм. и погруженную в водный раствор, содержащий ионы водорода с активностью равной 1. Потенциал стандартного водородного электрода при стандартных условиях (101 325 Па, 298 К) принят равным 0.
Стандартный водородный электрод является эталоном, относительно которого ведется определение электродного потенциала всех существующих электродов. Электрохимический ряд напряжений металлов построен на изменении величины Э.Д.С. гальванического элемента, состоящего из металла, погруженного в раствор его соли с активностью 1, и стандартного водородного электрода. Левее водорода водорода в электрохимическом ряду имеют металлы, потенциал которых меньше нуля, правее — больше нуля.
При сборке гальванического элемента из ВЭ и определяемого электрода, на поверхности платины обратимо протекает реакция:
2Н+ + 2e− = H2то есть, происходит либо восстановление водорода, либо его окисление — это зависит от потенциала реакции, протекающей на определяемом электроде. Измеряя ЭДС гальванического электрода при стандартных условиях (см. выше) определяют стандартный электродный потенциал определяемой химической реакции.
При условиях, отличных от стандартных, потенциал водородного электрода вычисляется по формуле Нернста:
ВЭ применяют для измерения стандартного электродного потенциала электрохимической реакции, для измерения концентрации (активности) водородных ионов, а также любых других ионов.
Применяют ВЭ так же для определения произведения растворимости, для определения констант скорости некоторых электрохимических реакций.