В электрохимии полуэлемент — это структура, которая содержит проводящий электрод и окружающий проводящий электролит , разделенные естественным двойным слоем Гельмгольца . Химические реакции внутри этого слоя мгновенно перекачивают электрические заряды между электродом и электролитом, что приводит к разнице потенциалов между электродом и электролитом. Типичная анодная реакция включает растворение атома металла в электроде и транспортировку в виде положительного иона через двойной слой, в результате чего электролит приобретает чистый положительный заряд, а электрод приобретает чистый отрицательный заряд. Растущая разность потенциалов создает интенсивное электрическое поле внутри двойного слоя, и значение потенциала возрастает до тех пор, пока поле не останавливает суммарные реакции перекачки заряда. Это самоограничивающееся действие происходит почти мгновенно в изолированной полуклетке; в приложениях две разнородные полуячейки соединяются соответствующим образом, образуя гальванический элемент .
Стандартная полуячейка состоит из металлического электрода в водном растворе , в котором концентрация ионов металла составляет 1 моль (1 моль/л) при температуре 298 Кельвинов (25 °C). [1] В случае стандартного водородного электрода (SHE) используется платиновый электрод, который погружается в кислый раствор с концентрацией ионов водорода 1М, при этом через раствор барботируется газообразный водород при давлении 1 атм . [2] Электрохимический ряд , состоящий из стандартных электродных потенциалов и тесно связанный с рядом реактивности , был получен путем измерения разности потенциалов между металлической полуэлементом в цепи со стандартной водородной полуэлементом, соединенным соляной мост .
Стандартная водородная полуячейка:
Полуклетки клетки Даниэля :