Складаються з металевого провідника (найчастіше платини), яка має контакт одночасно з газом і електролітом. Металевий провідник не бере участь в електродної реакції, а служить для передачі електронів до іонів в розчині і навпаки.
Водневий електрод - це інертний метал (найчастіше платинована платина), дотичний з ним електроліт з певним рН і газоподібний водень (Н2), що омиває метал у вигляді бульбашок. На кордоні розділу фаз Pt, Н2 ½раствор виходячи з рН розчину встановлюється равновесіе˸
a) в кислому середовищі (рН <7)˸ 2Н + + 2ē ↔ Н2 .
Схема водневого електрода Pt, Н2 ½Н +.
b) в лужному і нейтральному середовищах (рН ≥ 7) ˸ 2Н2 О + 2 # 275; ↔ Н2 + 2ОН -.
Величина потенціалу водневого електрода # 966; (Н2) залежить від рН розчину і при Т = 289К # 966; (Н2) = -0,059 рН.
Кисневий електрод - це метал, дотичний з ним електроліт з певним рН і газоподібний кисень, що омиває метал у вигляді бульбашок. На кордоні розділу фаз Pt, О2 ½раствор виходячи з рН встановлюється равновесіе˸
a) в кислому середовищі (рН <7)˸ О2 + 4 Н + + 4ē ↔ 2Н2 О.
Схема кисневого електрода˸ Pt, О2 # 9474; Н +.
b) в лужному і нейтральному середовищах (рН ³ 7) ˸
Схема кисневого електрода˸ Pt, О2 ½ОН -.
Величина потенціалу кисневого електрода # 966; (О2) при Т = 289К і максимальної розчинності кисню у воді при цій температурі, рівній С (О2) = 2,6 × 10 -4 М, розраховується за уравненію˸
Гальванічний елемент - хімічне джерело струму, в якому електрична енергія виробляється за рахунок зміни вільної енергії хімічної реакції, що протікає в ньому. Два металу, прогруженние в розчини їх солей, з'єднані між собою провідником, утворюють гальванічний елемент. Схематично такий елемент зображується так˸
де дві вертикальні риси позначають кордон розділу між електролітами. якщо # 966; 1 (Ме2) <φ2 (Ме2 ), то при соединении Ме1 и Ме2 между собой металлическим проводником электроны по этому проводнику самопроизвольно перейдут от электрода с меньшим потенциалом (Ме1 ) к электроду с большим потенциалом (Ме2 ). За счёт этого перехода произойдет процесс окисления Ме1 с переходом в раствор катионов Ме и процесс восстановления катионов из раствора на Ме2 .
Процес окислення називається анодним. а електрод, на якому він відбувається, - анодом (А); процес відновлення називається катодним. а електрод, на якому він відбувається, - катодом (К).
Процеси, що протікають в гальванічному елементі, записуються наступним образом˸
анодний процесс˸ Ме1 - z # 275; ® Ме (окислення);
катодний процесс˸ Ме + z # 275; ® Ме2 (відновлення).
Токообразующая реакція˸ Ме1 + Ме ↔ Ме + Ме2.
Токообразующая реакція виходить підсумовуванням катодного і анодного процесів з урахуванням того, що число електронів в цих процесах має бути однаково. Прічіноі̌ виникнення електричного струму в гальванічному елементі є різниця потенціалів електродів, за рахунок якої відбувається електрична робота (Wе) ˸