Elektrode hidrogen standar

Elektrode hidrogen standar (disingkat SHE), adalah suatu elektrode redoks yang menjadi dasar bagi skala termodinamika pada potensial reduksi-oksidasi.^[1] Potensial elektrode absolutnya diperkirakan sebesar 4.44 ± 0.02 V pada 25 °C, tetapi untuk menjadi dasar bagi perbandingan dengan seluruh reaksi elektrode lainnya, potensial elektrode standar hidrogen (E⁰) disekapati bernilai nol volt hanya pada suhu 298K.^[2] Potential dari elektrode lainnya dibandingkan dengan elektrode hidrogen standar pada suhu yang sama.

Elektrode hidrogen didasarkan pada setengah-sel redoks:^[3]

2 H⁺(aq) + 2 e⁻ → H₂(g)

Reaksi redoks ini terjadi pada elektrode platina. Elektrode ini dicelupkan dalam suatu larutan asam dan gas hidrogen murni dialirkan di dalamnya.^[4] Konsentrasi baik bentuk tereduksi dan teroksidasinya dijaga tetap sama. Hal ini menunjukkan bahwa tekanan gas hidrogen adalah 1 bar (100 kPa) dan aktivitas ion hidrogen dalam larutan tetap sama. Aktivitas ion hidrogen dalam konsentrasi efektifnya, yang sama dengan konsentrasi formal dikali koefisien aktivitasnya. Koefisien aktivitas tak-bersatuan ini mendekati 1,00 untuk larutan air yang sangat encer, tetapi biasanya lebih rendah bagi larutan yang lebih pekat.^[5]

Persamaan Nernst untuk reaksi diatas dapat dituliskan sebagai:^[6]

${\displaystyle E={RT \over F}\ln {\frac {a_{\mathrm {H^{+}} }}{\sqrt {p_{\mathrm {H_{2}} }/p^{0}}}}}$

${\displaystyle E=-{2.303RT \over F}\mathrm {pH} -{RT \over 2F}\ln {\frac {p_{\mathrm {H_{2}} }}{p^{0}}}}$

yang dalam persamaan di atas:

• a_H⁺ adalah aktivitas ion hidrogen, a_H⁺ = f_H⁺C_H⁺ / C⁰
• p_H2 adalah tekanan parsial gas hidrogen, dalam pascal, Pa
• R adalah konstanta gas universal
• T adalah suhu, dalam kelvin
• F adalah konstanta Faraday (muatan per mol elektron), sama dengan 9,6485309 × 10⁴ C mol⁻¹
• p⁰ adalah tekanan standar, 10⁵ Pa