قطب الهيدروجين العكسي

قطب الهيدروجين العكسي ( RHE ) هو قطب مرجعي ، وتحديدًا نوع فرعي من أقطاب الهيدروجين القياسية ، يُستخدم في العمليات الكهروكيميائية . على عكس قطب الهيدروجين القياسي، يتغير جهده المقاس بتغير الرقم الهيدروجيني (pH) ، لذا يمكن استخدامه مباشرةً في المحلول الإلكتروليتي. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

يشير الاسم إلى أن القطب مغمور مباشرةً في محلول الإلكتروليت الفعلي، وليس مفصولًا بجسر ملحي . لذا، فإن تركيز أيون الهيدروجين ليس 1 مول/لتر، أو 1 مول/كجم، بل يُعادل تركيزه في محلول الإلكتروليت. وبهذه الطريقة، يُمكن تحقيق جهد ثابت مع تغير قيمة الرقم الهيدروجيني. يرتبط جهد قطب الهيدروجين العكسي (RHE) بقيمة الرقم الهيدروجيني.

${\displaystyle E=0.000-0.059\times \mathrm {pH} }$

بشكل عام، بالنسبة لقطب الهيدروجين الذي يحدث فيه اختزال ^أيونات الهيدرونيوم ( H3O + ₎ :

${\displaystyle {\ce {{2H3O+}+{2e^{-}}<=>{H2}+{2H2O}}}}$

أو، في أغلب الأحيان، تُكتب ببساطة مع H ⁺ للدلالة على H ₃ O ⁺ :

${\displaystyle {\ce {{2H+}+{2e^{-}}<=>{H2}}}}$

مع،

${\displaystyle K={\frac {p{{\ce {H2}}}}{{\ce {(aH+)^2}}}}}$

يعتمد جهد التوازن E على ^ضغط الهيدروجين pH2 ونشاط أيون _{الهيدروجين} aH + كما يلي:

${\displaystyle E=E^{\ominus }-{\frac {RT}{zF}}\ln K}$

${\displaystyle E=E^{\ominus} -{\frac {RT}{2F}}\ln {\frac {p{{\ce {H2}}}}{{\ce {(aH+)^2}}}}}$

${\displaystyle E=E^{\ominus }-{\frac {RT}{F}}\left({\tfrac {1}{2}}\ln p{{\ce {H2}}}-\ln {\ce {(aH+)}}\right)}$

${\displaystyle E=E^{\ominus }+{\frac {RT}{F}}\left(\ln a{\ce {H+}}-{\tfrac {1}{2}}\ln p{\ce {H2}}\right)}$

هنا،${\displaystyle E^{\ominus }}$هو جهد الاختزال القياسي (يساوي الصفر حسب الاصطلاح)، و R هو ثابت الغازات العام ، وT هي درجة الحرارة المطلقة ، و F هو ثابت فاراداي .

يُعد قطب الهيدروجين العكسي معيارًا عمليًا وقابلًا للتكرار إلى حد كبير. ويشير هذا المصطلح إلى قطب هيدروجين مغمور في محلول الإلكتروليت المستخدم فعليًا.

تتمثل فائدة هذا القطب الكهربائي في عدم الحاجة إلى جسر ملحي :

• لا يوجد تلوث للإلكتروليت بالكلوريدات أو الكبريتات .
• لا توجد جهود انتشار عند جسر الإلكتروليت ( جهد الوصلة السائلة ). وهذا أمر مهم عند درجات حرارة تختلف عن 25  درجة مئوية.
• القياسات على المدى الطويل ممكنة (عدم وجود جسر إلكتروليتي يعني عدم الحاجة إلى صيانة الجسر).

• قطب الهيدروجين الديناميكي
• قطب البلاديوم والهيدروجين