رسانای یونی چیست؟

اگر در یک ماده، جابه‌جایی یون‌ها به سمت قطب‌های مختلف باعث ایجاد جریان الکتریکی شود، آن ماده را رسانای یونی می‌نامیم.

محلول‌های الکترولیت و نمک‌های مذاب نمونه‌هایی از رساناهای یونی هستند.

پتانسیل الکترودی استاندارد (E°)

به اختلاف پتانسیل الکتریکی میان تیغه فلزی و محلول الکترولیت در یک الکترود استاندارد، پتانسیل الکترودی استاندارد (E°) گفته می‌شود.

از آنجا که روش مستقیمی برای اندازه‌گیری پتانسیل الکترودی استاندارد وجود ندارد، پتانسیل نسبی هر الکترود با مقایسه آن با یک الکترود مرجع به دست می‌آید.

برای این منظور، الکترود استاندارد هیدروژن (SHE) به عنوان الکترود مرجع انتخاب شده است. پتانسیل الکترودی استاندارد هیدروژن در هر دما صفر در نظر گرفته می‌شود.

الکترود استاندارد هیدروژن (SHE)

الکترود استاندارد هیدروژن (Standard Hydrogen Electrode) شامل یک الکترود پلاتینی است که در یک محلول اسیدی با pH = 0 قرار دارد. در این محلول، غلظت یون‌های H⁺(aq) برابر با 1 مولار است و گاز هیدروژن نیز با فشار یک اتمسفر از روی سطح الکترود عبور داده می‌شود.

به صورت خلاصه، شرایط استاندارد SHE عبارت‌اند از:

• غلظت یون H⁺ = 1 M
• فشار گاز H₂ = 1 atm
• استفاده از الکترود پلاتینی
• پتانسیل استاندارد = 0 V

نقش پلاتین در SHE

تیغه پلاتینی در الکترود استاندارد هیدروژن نقش یک سطح بی‌اثر و جاذب فیزیکی H₂ را دارد.

به طور کلی، اگر هیچ‌کدام از گونه‌های شرکت‌کننده در تعادل یک الکترود در فاز جامد وجود نداشته باشند، از یک فلز بی‌اثر مانند پلاتین (Pt) استفاده می‌شود تا نیم‌واکنش موردنظر روی سطح آن انجام شود.

در الکترود استاندارد هیدروژن، پلاتین مولکول‌های H₂(g) را روی سطح خود جذب می‌کند. این موضوع باعث می‌شود مولکول‌های هیدروژن فرصت کافی برای تماس با محلول الکترولیت داشته باشند.

در فرآیند اکسایش، مولکول‌های H₂(g) می‌توانند الکترون‌های خود را روی سطح پلاتین باقی بگذارند و یون‌های H⁺(aq) تشکیل دهند. در واکنش معکوس، یون‌های H⁺(aq) با دریافت الکترون، دوباره به مولکول‌های H₂(g) تبدیل می‌شوند.

نکته مهم درباره محلول اسیدی SHE

اسیدی که در الکترود استاندارد هیدروژن (SHE) استفاده می‌شود باید ویژگی‌های مشخصی داشته باشد:

• اسید قوی باشد.
• یک‌ظرفیتی باشد.
• غلظت آن یک مولار (1 M) باشد.