標準水素電極（SHE）の白金電極は、水素ガスと水素イオンが関与する酸化還元反応を促進する上で重要な役割を果たしています。
この電極は、他の電気化学システムの電極電位を測定するための基準電位を確立するために不可欠です。
ここでは、SHEにおける白金電極の詳細な機能、その構造、電気化学測定における意義について掘り下げる。
5つのポイントを解説SHEにおける白金の役割と機能
1.SHEにおける白金の役割
白金は水素の酸化・還元反応の触媒として働く。
溶液中の水素ガス（H2）と水素イオン（H+）間の電子の移動を促進する。
白金はその不活性性、つまり溶液中の水素や他の成分と反応しないことから選ばれ、電極反応を妨げない。
2.SHEの構造
SHEは、プラチナ化されたプラチナ箔またはプレートから成り、プラチナワイヤーに接続されている。
このセットアップにより、電子の交換が可能になる。
純粋な乾燥水素ガスを、1気圧の一定圧力で溶液中にバブリングする。
水素ガスは白金表面に吸着され、水素電極が形成される。
ガラス管の底には少量の水銀が存在し、良好な電気的接触を確保している。
3.電極反応
SHEの電極反応は、水素イオンに対して可逆的である。
反応は次のように表すことができる：[2H^+(aq) + 2e^- \rightleftharpoons H_2(g) ]。
反応中、白金板からの水素ガスは水素イオンに変化し、電子を放出する。
この電子が白金板に蓄積し、電位差が生じる。
4.SHEの意義
SHEは、電気化学における普遍的な参照電極として使用される。
その標準電極電位は任意にゼロに設定され、他の電極の電位を計算するための基礎となる。
SHEを他の電極とカップリングすることで、電位差計を用いてセルの電位を測定することができる。
SHEの電位はゼロなので、測定された電位はそのまま他の電極の電位を表す。
5.利点と課題
利点
SHEは全pH範囲で使用できる。
測定に塩分による誤差が生じない。
電気化学的測定に一貫した信頼性の高い基準を提供する。
課題
100%純粋な乾燥水素ガスを得るのが難しい。
1気圧と1Mの塩酸濃度を正確に維持することが難しい。
ガラス製のため壊れやすく、携帯性に劣る。
6.実用上の考慮点
SHEのセットアップと維持が実際的に難しいため、しばしば仮想電極と呼ばれる。
カロメル電極のような他の標準電極は、使いやすさと安定性から、しばしば好まれる。
まとめると、SHEの白金電極は水素の酸化還元反応を触媒するために極めて重要であり、電気化学測定のための安定した一貫した基準電位を保証する。
セットアップとメンテナンスに課題があるにもかかわらず、SHEは電気化学分野の基本的なツールであり続けています。
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