氢气电对的电极电位与pH的关系如何表示？

Question

如题所述

Answer 1

氢气的氧化还原电对通常表示为H^+/H_2(g)，其中H^+是氢离子，H_2(g)是氢气分子。在标准状态下（温度为25℃，气压为1 atm），氢气的标准氧化还原电位（E^0）为0 V。
在非标准条件下，如您提供的情况下，氢气的氧化还原电位与pH的关系可以由Nernst方程表示：
E = E^0 - (RT/nF) * ln(Q)
其中，E是氧化还原电位，E^0是标准氧化还原电位（在25℃下为0 V），R是理想气体常数（8.314 J/(mol·K)），T是温度（单位为开尔文），n是电子数（对于氢气电对，n=2），F是法拉第常数（96,485 C/mol），ln是自然对数运算，Q是反应的反应商，定义为氧化态浓度除以还原态浓度。
根据氢气的分压为100千帕（即100 kPa），可以将其转换为标准大气压下的分压（1 atm = 101.325 kPa）：
100 kPa = 100/101.325 atm = 0.986 atm
将温度298.15K和分压0.986 atm代入Nernst方程，可以得到氢气氧化还原电对的电极电位与pH的关系。需要注意的是，pH是负对数形式的酸碱度，表示溶液中氢离子的浓度。
请注意，这只是一个理论计算的示例，实际的氧化还原电位与pH的关系可能受到实验条件和其他因素的影响，具体情况还需根据实验数据和电极特性进行研究和测量。