Ao medir os potenciais de meia célula, o elétrodo de referência normalmente utilizado é o elétrodo de hidrogénio padrão (SHE). A este elétrodo é atribuído um potencial de meia célula de zero volts e serve como ponto de referência universal para determinar os potenciais de outros eléctrodos.
4 Pontos-chave explicados: Que elétrodo é utilizado como referência para medir os potenciais de meia célula?
1. Definição e função dos eléctrodos de referência
Os eléctrodos de referência são componentes essenciais nas células electroquímicas. Fornecem um potencial de elétrodo estável e bem conhecido. São utilizados para medir o potencial do elétrodo de trabalho, mantendo um potencial constante, permitindo medições precisas de reacções de meia célula.
2. Elétrodo padrão de hidrogénio (SHE)
O SHE é constituído por um elétrodo de platina imerso numa solução com iões de hidrogénio com atividade unitária, estando o gás hidrogénio adsorvido na platina. É-lhe atribuído um potencial arbitrário de meia-célula de zero volts (E0 = 0,000 V), o que o torna a referência padrão para todos os outros potenciais de elétrodo. A reação de meia-célula para o SHE é:
[ 2H^+(aq) + 2e^- \rightleftharpoons H_2(g) ]
3. Limitações práticas da SHE
A aplicação prática da SHE é limitada devido às dificuldades em manter a atividade unitária dos iões de hidrogénio e do gás hidrogénio. Estas limitações tornam a SHE menos conveniente para a utilização de rotina nos laboratórios, levando à adoção de eléctrodos de referência alternativos.
4. Eléctrodos de referência alternativos
Elétrodo de calomelano saturado (SCE)
O SCE é um elétrodo de referência secundário comummente utilizado, conhecido pela sua estabilidade e facilidade de utilização. É constituído por mercúrio em contacto com uma solução saturada de cloreto de potássio e cloreto de mercúrio (calomelano).
Elétrodo de cloreto de prata-prata (Ag/AgCl)
Este elétrodo é outra escolha popular devido à sua simplicidade e estabilidade. Envolve um fio de prata revestido com cloreto de prata e imerso numa solução de iões cloreto.
Importância dos eléctrodos de referência nas medições electroquímicas
Os eléctrodos de referência asseguram que o potencial do elétrodo de trabalho pode ser medido com precisão e comparado em diferentes experiências. Desempenham um papel crucial no cálculo dos potenciais celulares, que são essenciais para compreender e prever o comportamento dos sistemas electroquímicos.
Cálculo dos potenciais celulares
O potencial da célula é determinado pela diferença de potenciais de elétrodo entre o elétrodo de trabalho e o elétrodo de referência. A medição exacta destes potenciais permite a previsão da reação química global na célula e a quantificação da tensão gerada.
Em resumo, embora o SHE seja o padrão teórico para a medição dos potenciais de meia-célula, as considerações práticas levam frequentemente à utilização de eléctrodos de referência secundários, como o SCE e o Ag/AgCl, em ambientes laboratoriais. Estes eléctrodos fornecem potenciais estáveis e reproduzíveis, garantindo medições electroquímicas precisas e fiáveis.
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