标准氢电极

✍ dations ◷ 2025-11-24 15:15:51 #电极,氢技术

标准氢电极（英文：Standard Hydrogen Electrode，旧时用Normal Hydrogen Electrode，简称NHE，现已停用），简称SHE，是构成标准电极电势（ $E^{0}$ $E^{0}$ ）基准的工作电极（英语：Working electrode）。在25℃时，它的绝对电位（英语：absolute electrode potential）大约为4.44±0.02V，但为了给所有电极反应的电动势设立一个基准值，在任意温度下氢电极的标准电极电势都定义为零。其他电极的电势都是相对于标准氢电极而确定的。

氢电极的氧化还原半反应式如下：

这个半反应是在镀有铂黑（英语：Platinum black）的处于标准状态（气体压强为1大气压、离子或分子的活度为1mol/L的溶液）的铂电极上发生的，相应的能斯特方程为：

或

其中：

在电化学发展的早期，研究人员曾使用一般氢电极作为零电位。这种电极的定义是“铂电极浸在浓度为1N的一元强酸中，放出压力约1atm的氢气”。可见它能够实际实现，因而使用很方便。然而，这样的电极-溶液界面并不完全可逆，所以后来零电位的定义有所改变——新的定义是一个氢离子的活度为1mol/L的理想电极-溶液界面（即假设氢离子与其他微粒没有任何相互作用，显然现实中无法实现）。为了便于区分，这个新标准称为“标准氢电极”。

总之，

在选择用于标准氢电极的铂时，应考虑如下几个因素：

其他的金属也能用作电极并起到相似的作用，例如钯（英语：Palladium-hydrogen electrode）。

由于铂电极有极高的吸附性，避免电极与溶液和有机物或是大气中的氧气接触是很重要的。有氧化性的无机物（如Fe3+、CrO₄2-等）同样也要与电极隔离。

能够沉积在铂电极表面的阳离子（这些离子会造成干扰）：银离子、汞离子、铜离子、铅离子、镉离子和铊离子。

其他一些能使催化剂中毒的物质包括：含硫和含砷的物质、胶体、生物碱以及一些生物体中的物质。

氘的电极反应方程式如下：

其电极电势与氢的略有差异（约-0.013V，不同的文献给出的数据各不相同，如也有-0.044V等说法）。

图中装置用于测量某一工作电极的电极电势。其中各数字代表含义如下：

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