Đề bài
Đối với điện cực hydrogen chuẩn, tại ranh giới giữa bề mặt kim loại platinum với dung dịch điện li tồn tại cân bằng nào sau đây?
$\left. \text{H}^{+}\text{+1e}\rightleftharpoons\text{H}\text{.} \right.$
$\left. \text{2H}_{2}\text{O+2e}\rightleftharpoons\text{H}_{2}\text{+2OH}^{-}. \right.$
$\left. \text{H}\rightleftharpoons\text{H}^{+}\text{+1e}\text{.} \right.$
$\left. \text{2H}^{+}\text{+2e}\rightleftharpoons\text{H}_{2}. \right.$
Phương pháp giải
Phân tích quá trình xảy ra ở điện cực hydrogen chuẩn.
Lời giải chi tiết
Trong điện cực hydrogen chuẩn, quy trình thường được tính toán như sau: Khí hydrogen (H2) có áp suất 1 atm tiếp xúc trực tiếp với điện cực làm bằng platinum, và dung dịch xung quanh có chứa ion H+ với nồng độ 1M. Platinum hoạt động như chất xúc tác, giúp thúc đẩy phản ứng ở bề mặt hai pha (khí/dung dịch).
Phương trình cân bằng điện cực tiêu chuẩn này là: $$ \text{2H}^{+} + 2e^- \rightleftharpoons \text{H}_2. $$ Phản ứng này thể hiện sự chuyển đổi giữa ion H+ trong dung dịch và khí H2 trên bề mặt điện cực, với sự tham gia của electron.
Do đó, đáp án đúng cho câu hỏi này là:
D. $\left. \text{2H}^{+}\text{+2e}\rightleftharpoons\text{H}_{2}. \right.$