L’elettrodo a idrogeno

L’elettrodo a idrogeno

L’elettrodo a idrogeno è una semicella delle pile, chiamate anche celle elettrochimiche, il cui valore potenziale elettrico viene usato come riferimento per misurare quello degli elettrodi di altri elementi chimici. Conoscere questi valori permette di calcolare il voltaggio di una pila e che tipo di reazione avviene quando due elettrodi diversi sono messi a contatto.

L’elettrodo è una delle due parti di una pila dove può avvenire due tipi di reazione diversi: l’ossidazione quando il sistema cede elettroni e la riduzione se la semicella assorbe gli elettroni. Poiché queste due reazioni avvengono contemporaneamente quando due semicelle sono collegate, si parla di reazione di ossidoriduzione.

Come spiegato nell’articolo relativo le pile, ognuna di essa è formata da due semicelle che rappresentano i due poli della batteria collegate tra loro affinché avvenga la reazione che trasmette la corrente elettrica. L’elettrodo che cede elettroni si chiama anodo e si dice che ha un potenziale elettrico negativo (E-) che verrà sfruttato dall’altro elettrodo, detto catodo che ha quindi potenziale elettrico positivo. Poiché ogni elemento ha un valore potenziale elettrico diverso, per conoscere la capacità della pila di fare circolare la corrente elettrica, chiamata voltaggio e indicata con la lettera V, è necessario sottrarre al valore del potenziale del catodo quello dell’anodo, ottenendo così la differenza di potenziale.

ddp = E+ – E

Tuttavia, abbiamo bisogno, come per tutte le altre grandezze fisiche, un campione di riferimento che possiamo usare come unità di misura. In questo caso si è scelto l’elettrodo a idrogeno, dove questo elemento sotto forma di gas viene messo a contatto con una soluzione che contiene i suoi ioni H+. Poiché, a questa semicella viene assegnato come valore potenziale zero, per ricavare quello degli altri elementi basterà utilizzare uno strumento apposito per vedere la differenza di potenziale tra la semicella che contiene il secondo elemento e quella che contiene l’idrogeno.

Ad esempio, se la prima semicella di una pila contiene idrogeno mentre la seconda contiene una lamina di argento, si scoprirà che la differenza di potenziale è di +0,80 V. Questo significa che è l’elettrodo contenente idrogeno a cedere elettroni e quindi a funzionare da polo negativo. Invece, se l’idrogeno si trova a contatto con una semicella contenente zinco, il voltaggio della pila è di -0,76 e quindi è l’elettrodo a idrogeno ad acquisire elettroni.

Poiché alcuni elementi possono avere diversi numeri di ossidazione, che indicano quanti elettroni che possono cedere o acquisire, possono avere potenziali diversi. Ad esempio, se il ferro ha N.O. = 3, il potenziale è di 0,77 V ma se tende a perdere solo due elettroni, il suo potenziale scende a -0,74.

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