standaardwaterstofelektrode

De standaardwaterstofelektrode (SHE) is een referentie-elektrode in de elektrochemie met een gedefinieerde potentiaal onder standaardomstandigheden. Ze bestaat uit een platina elektrode die in contact staat met een waterige oplossing waarin de activiteit van waterstofionen a(H+) gelijk is aan 1 (pH 0) en met waterstofgas H2 bij een druk van 1 atm. De halfreactie die op de elektrode verloopt is: 2 H+ + 2 e- ⇌ H2. Onder standaardomstandigheden wordt de potentiaal E° van de SHE vastgesteld op 0 volt door conventie.

Volgens de Nernst-relatie is E = E° - (RT/nF) ln(Q) met Q = a(H2)/a(H+)^2. Bij H2-gasdruk 1 atm en a(H+) = 1 is E° gelijk aan 0 V. Bij 25 °C geldt E = -0,05916 pH, waardoor de potentiaal afneemt bij toenemende oplossings-pH. De SHE fungeert daarmee als referentiepunt voor de standaardelektrodepotentialen van andere redoxreacties, die elk ten opzichte van SHE worden uitgedrukt.

Praktisch gezien is de SHE gevoelig voor temperatuur, gasdruk en het oppervlak van de platinaelektrode; afwijkingen van ideale standaardomstandigheden kunnen de werkelijke potentiaal beïnvloeden. Daarom wordt in veel gevallen een andere referentie-elektrode gebruikt, zoals Ag/AgCl of een calomel-elektrode, of een Reversible Hydrogen Electrode (RHE) die de pH-afhankelijkheid meeneemt. Desondanks blijft de SHE de fundamentele referentie voor de definitie van standaardpotentiaal E°.