Дано:
- Стандартный электрохимический потенциал водородного электрода (E°) = 0 В
- Концентрация водорода: [H2] = 1 атм (стандартные условия)
- Концентрация ионов водорода [H+] = 1 М (стандартные условия)
Найти:
Формальный потенциал водородного электрода.
Решение:
Формальный потенциал можно рассчитывать по уравнению Нернста:
E = E° - (RT/nF) * ln(Q)
где:
E° = стандартный потенциал,
R = универсальная газовая постоянная = 8.314 Дж/(моль·К),
T = абсолютная температура (стандартно 298 K),
n = количество электронов, участвующих в реакции (n=2 для водородного электрода),
F = постоянная Фарадея = 96485 Кл/моль,
Q = реакционное отношение.
Для водородного электрода:
Q = [H+]^2 / [H2] = (1 М)^2 / (1 атм) = 1
Теперь подставим значения в уравнение Нернста:
E = 0 В - (8.314 Дж/(моль·К) * 298 K) / (2 * 96485 Кл/моль) * ln(1)
Поскольку ln(1) = 0, упростим выражение:
E = 0 В
Ответ:
Формальный потенциал водородного электрода равен 0 В.