Électrode réversible à hydrogène

Ne doit pas être confondu avec Électrode standard à hydrogène.

Une électrode réversible à hydrogène (ERH) est une électrode de référence pour les procédés électrochimiques, utilisant le couple rédox H⁺/H₂. Elle diffère de l'électrode standard à hydrogène par le fait que son potentiel varie avec le pH^[1].

Le nom de l'électrode vient du fait qu'elle est plongée directement dans l'électrolyte, et non connectée à lui par un pont salin. La concentration en ion hydrogène n'est donc pas de 1, mais celle de l'électrolyte; de cette façon, il est possible d'obtenir un potentiel stable même lorsque la valeur du pH varie.

Le potentiel de l'ERH est corrélé à la valeur du pH par l'équation :

E_{0}=0{,}000-0{,}059\times {\rm {pH}}

En général, dans les électrodes à hydrogène où se produit la réaction :

2\;\mathrm {H_{3}O^{+}} \;+\;2\;\mathrm {e^{-}} \quad {\overrightarrow {\leftarrow }}\quad \mathrm {H_{2}} \;+\;2\;\mathrm {H_{2}O}

il y a une dépendance entre le potentiel à l'équilibre ( $E$ ), la pression en dihydrogène ( $p\mathrm {[H_{2}]}$ ) et l'activité des ions oxonium ( $a\mathrm {[H_{3}O^{+}]}$ ) :

E=E_{00}+{\frac {R\;T}{F}}\left(\ln \left(a[\mathrm {H_{3}O^{+}} ]\right)-{\frac {1}{2}}\ln \left(\;p[\mathrm {H_{2}} ]\right)\right)

où $E_{00}$ est le potentiel standard (par définition égal à zéro), $R$ la constante universelle des gaz parfaits , $T$ la température absolue et $F$ la constante de Faraday.

Principe

L'électrode réversible à hydrogène est une électrode standard assez facile à mettre en place, et de façon reproductible. Le terme renvoie à une électrode à hydrogène directement plongée dans l'électrolyte.

Le principal avantage de ce type d'électrode est qu'il n'y a pas besoin de pont salin :

il n'y a donc pas contamination de l'électrolyte par des ions Cl⁻ ou SO₄²⁻ ;
il n'y a pas de diffusion de potentiel au point électrolytique (potentiel de jonction liquide). Ceci est important pour des mesures à des températures différentes de 25 °C ;
des mesures longues sont possibles (pas de pont électrolytique implique pas de maintenance du pont).

Notes et références

↑ Gregory Jerkiewicz, « Standard and Reversible Hydrogen Electrodes: Theory, Design, Operation, and Applications », ACS Catalysis, vol. 10, n^o 15,‎ 7 août 2020, p. 8409–8417 (DOI 10.1021/acscatal.0c02046, lire en ligne, consulté le 17 décembre 2024)

(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Reversible hydrogen electrode » (voir la liste des auteurs).

Voir aussi

Électrode palladium à hydrogène

v · m Électrodes en chimie analytique
Anode Cathode
Électrode de référence	Électrode au calomel saturée Électrode au sulfate mercureux Électrode au chlorure d'argent Électrode normale à hydrogène Électrode palladium à hydrogène Électrode réversible à hydrogène Électrode standard à hydrogène
Électrode de travail	Électrode à disque tournant Électrode de verre Électrode à quinhydrone Ultramicroélectrode
Électrode auxiliaire Électrode indicatrice

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