Elektrodipotentiaali

Elektrodipotentiaali, myös tunnettu nimellä elektrodin potentiaali tai yksinkertaisesti potentiaali, on fyysisen kemian ja elektrokemian käsite, joka kuvaa sähköistä potentiaalia, joka syntyy kahden elektrodin välillä elektrolyyttiliuoksessa tai sulatussa elektrolyytissä. Se on keskeinen käsite elektrokemiallisissa soluissa, kuten paristoissa ja elektrolyysisoluissa, ja se määrittelee reaktioiden spontaanisuuden ja suunnan.

Elektrodipotentiaali mitataan voltteina (V) ja se riippuu elektrodin materiaalista, sen pinta-alaa, lämpötilaa sekä ympäröivän elektrolyyttiliuoksen ionien pitoisuuksista. Standardielektrodipotentiaali (E°) määritellään yleensä suhteessa vesipohjaiseen standardihydrogeeni-elektrodiin (SHE), jonka potentiaali on nollaa standardiohjelmassa (25 °C ja 1 atm paine). Standardielektrodipotentiaali kertoo elektrodin taipumuksesta hapettua tai pelkistyä verrattuna vesipohjaiseen standardihydrogeeni-elektrodiin.

Elektrodipotentiaalin ja ionien pitoisuuksien välisen suhteen kuvaa Nernstin yhtälö, joka on muokattu Nernstin laista. Yhtälö osoittaa, että potentiaali muuttuu ionien aktiivisuuden tai pitoisuuden muutosten mukaan. Tämä on tärkeää esimerkiksi biokemiallisissa prosesseissa, kuten solukalvojen läpäisevyydessä ja ionikanavien toiminnassa.

Elektrodipotentiaalin mittaus on keskeinen menetelmä elektrokemiallisten reaktioiden tutkimuksessa. Potensiaalimittari tai elektrodipotentiaalin mittauslaitteisto mittaa kahden elektrodin välistä potentiaalieroa, mikä mahdollistaa reaktioiden termodynamiikan ja kinetiikan tutkimisen. Elektrodipotentiaalin käsite on myös sovellettavissa biologisiin systeemeihin, kuten hermopulssien ja lihasten supistumisen tutkimuksessa.