نصف خلية

في الكيمياء الكهربائية ، تُعرف الخلية النصفية بأنها بنية تتكون من قطب كهربائي موصل ومحلول إلكتروليتي موصل محيط به ، يفصل بينهما طبقة هيلمهولتز مزدوجة طبيعية . تعمل التفاعلات الكيميائية داخل هذه الطبقة على ضخ الشحنات الكهربائية بشكل مؤقت بين القطب الكهربائي والمحلول الإلكتروليتي، مما يُحدث فرقًا في الجهد بينهما. يتضمن تفاعل المصعد النموذجي ذوبان ذرة معدنية في القطب الكهربائي وانتقالها كأيون موجب عبر الطبقة المزدوجة، مما يؤدي إلى اكتساب المحلول الإلكتروليتي شحنة موجبة صافية بينما يكتسب القطب الكهربائي شحنة سالبة صافية. يُولد فرق الجهد المتزايد مجالًا كهربائيًا قويًا داخل الطبقة المزدوجة، ويرتفع الجهد تدريجيًا حتى يُوقف المجال تفاعلات ضخ الشحنة الصافية. يحدث هذا التأثير المُحدد ذاتيًا بشكل فوري تقريبًا في الخلية النصفية المعزولة؛ أما في التطبيقات العملية، فيتم توصيل خليتين نصفيتين مختلفتين بشكل مناسب لتكوين خلية جلفانية .

تتكون الخلية النصفية القياسية من قطب معدني مغمور في محلول مائي بتركيز أيونات معدنية 1 مولار (1  مول/لتر) عند درجة حرارة 298 كلفن (25  درجة مئوية). ^{[ 1 ]} أما في حالة قطب الهيدروجين القياسي (SHE) ، فيُستخدم قطب بلاتيني يُغمر في محلول حمضي بتركيز أيونات هيدروجين 1 مولار، مع تمرير غاز الهيدروجين بضغط 1 ضغط جوي عبر المحلول. ^{[ 2 ]} وقد تم توليد السلسلة الكهروكيميائية ، التي تتكون من جهود الأقطاب القياسية وترتبط ارتباطًا وثيقًا بسلسلة التفاعلية ، عن طريق قياس فرق الجهد بين الخلية النصفية المعدنية في دائرة كهربائية مع خلية هيدروجين نصفية قياسية، موصولة بواسطة جسر ملحي .

نصف خلية الهيدروجين القياسية:

2H ⁺ (aq) + 2e ⁻ → H ₂ (ز)

أنصاف خلايا دانييل :

المعادلة الأصلية

Zn + Cu ²⁺ → Zn ²⁺ + Cu

نصف خلية ( مصعد ) من الزنك

Zn → Zn ²⁺ + 2e ⁻

نصف خلية ( كاثود ) من النحاس

Cu ²⁺ + 2e ⁻ → Cu

• جهد القطب القياسي (صفحة البيانات)