Cuando se miden potenciales de media celda, el electrodo de referencia utilizado habitualmente es el electrodo de hidrógeno estándar (SHE). A este electrodo se le asigna un potencial de media celda de cero voltios y sirve como punto de referencia universal para determinar los potenciales de otros electrodos.
4 Puntos clave explicados: ¿Qué electrodo se utiliza como referencia para medir los potenciales de media celda?
1. 1. Definición y función de los electrodos de referencia
Los electrodos de referencia son componentes esenciales en las celdas electroquímicas. Proporcionan un potencial de electrodo estable y bien conocido. Se utilizan para medir el potencial del electrodo de trabajo manteniendo un potencial constante, lo que permite realizar mediciones precisas de las reacciones de media celda.
2. Electrodo estándar de hidrógeno (SHE)
El SHE se compone de un electrodo de platino sumergido en una solución con iones de hidrógeno a actividad unitaria, con hidrógeno gaseoso adsorbido en el platino. Se le asigna un potencial de media celda arbitrario de cero voltios (E0 = 0,000 V), lo que lo convierte en la referencia estándar para todos los demás potenciales de electrodo. La reacción de media celda para el SHE es:
[ 2H^+(aq) + 2e^- \rightleftharpoons H_2(g) ]
3. Limitaciones prácticas del SHE
La aplicación práctica de la SHE es limitada debido a las dificultades para mantener la actividad unitaria de los iones de hidrógeno y del hidrógeno gaseoso. Estas limitaciones hacen que el SHE sea menos conveniente para el uso rutinario en laboratorios, lo que lleva a la adopción de electrodos de referencia alternativos.
4. Electrodos de referencia alternativos
Electrodo de Calomelano Saturado (SCE)
El SCE es un electrodo de referencia secundario de uso común, conocido por su estabilidad y facilidad de uso. Consiste en mercurio en contacto con una solución saturada de cloruro potásico y cloruro mercurioso (calomel).
Electrodo de plata-cloruro de plata (Ag/AgCl)
Este electrodo es otra opción popular debido a su simplicidad y estabilidad. Se trata de un alambre de plata recubierto de cloruro de plata e inmerso en una solución de iones cloruro.
Importancia de los electrodos de referencia en las mediciones electroquímicas
Los electrodos de referencia garantizan que el potencial del electrodo de trabajo pueda medirse con precisión y compararse en diferentes experimentos. Desempeñan un papel crucial en el cálculo de los potenciales de celda, que son esenciales para comprender y predecir el comportamiento de los sistemas electroquímicos.
Cálculo de los potenciales celulares
El potencial celular viene determinado por la diferencia de potenciales entre el electrodo de trabajo y el electrodo de referencia. La medición precisa de estos potenciales permite predecir la reacción química global en la célula y cuantificar el voltaje generado.
En resumen, aunque el SHE es el estándar teórico para medir los potenciales de media celda, las consideraciones prácticas a menudo conducen al uso de electrodos de referencia secundarios como el SCE y el Ag/AgCl en entornos de laboratorio. Estos electrodos proporcionan potenciales estables y reproducibles, garantizando mediciones electroquímicas precisas y fiables.
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