표준 수소 전극 ★

표준 수소 전극

Standard Hydrogen Electrode, SHE (그녀)

 

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▶ 참고: 제20장 전기화학. 목차

[ https://ywpop.tistory.com/11389 ]

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▶ 표준 수소 전극에서 백금(Pt) 금속의 기능

① 불균일 촉매

② 전도체(전선): 외부 회로와 연결

 

 

 

 

▶ 표준 수소 전극은 상대 전극에 따라, 환원전극 또는 산화전극 역할.

> 환원전극(SHE as cathode) 반응: 2H^+(aq) + 2e^- → H2(g)

> 산화전극(SHE as anode) 반응: H2(g) → 2H^+(aq) + 2e^-

 

 

 

 

[ 전극의 표준 환원 전위 결정(계산) ]

1) 전극 전위를 알고 싶은 전극(반쪽 전지)과

표준 수소 전극으로 전지를 구성한다.

 

2) 외부 전압계의 기전력을 측정한다.

 

3) 전지 규약에 따라,

반쪽 전지의 표준 환원 전위를 계산한다.

 

E°_cell = E°_red(환원전극) – E°_red(산화전극)

= (환원된 물질의 표준환원전위) – (산화된 물질의 표준환원전위)

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4558 )

 

---> 이렇게 실험으로 모든 전극의 표준 환원 전위를 구했다.

( 참고: 표준환원전위 도표 https://ywpop.tistory.com/7027 )

 

 

 

 

 

 

 

※ 표준 산화 전위란 용어도 있는데,

표준 환원 전위의 부호만 바꾸면 된다.

 

 

 

 

 

[ 그림 출처 commons.wikimedia.org ] 오른쪽이 표준 수소 전극.

 

 

 

예) 아연 전극의 표준 환원 전위 결정

 

1) 위 그림과 같이 아연 반쪽전지와 표준수소전극으로 전지를 구성한다.

> 산화: Zn(s) → Zn^2+(aq) + 2e^-

> 환원: 2H^+(aq) + 2e^- → H2(g)

 

2) 이때 외부 전압계의 기전력 = 0.76 V

 

3) 약속에 따라, 표준수소전극의 E°_red = 0 V 이므로,

E°_cell = E°_red(환원전극) – E°_red(산화전극)

= (표준수소전극의 E°_red) – (아연전극의 E°_red)

0.76 V = (0 V) – (? V)

? = –0.76 V

---> 아연 전극의 표준 환원 전위

 

 

 

 

 

[그림] Standard Hydrogen Electrode.

 

 

 

[참고]

standard hydrogen electrode cell representation

standard hydrogen electrode cell diagram

standard hydrogen electrode cell notation

Pt | H2(g) | 2H^+(aq) ||

또는

Pt [H2(g)] | 2H^+(aq) ||

 

 

 

 

▶ SHE가 산화 전극(anode half-cell)일 경우

 

 

 

 

▶ SHE가 환원 전극(cathode half-cell)일 경우

 

 

 

 

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/12712 ] 포화 칼로멜 전극 (saturated calomel electrode, SCE)

 

[ 관련 글 https://ywpop.tistory.com/3072 ] 볼타 전지 간단 표기법, cell diagram

 

 

 

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