El potencial de electrodo es el potencial combinado de dos electrodos que experimentan reacciones en una celda. Normalmente medido en voltios, puede diferir según las sustancias de las que están hechos los electrodos. El hidrógeno a menudo se considera el estándar, con un potencial de cero voltios, a partir del cual se comparan las reacciones de otros elementos. Los procesos electroquímicos se pueden predecir al comprender el potencial del electrodo de un material, al igual que las posibilidades de que se corroa en circunstancias particulares. También llamada fuerza electromotriz (EMF), este potencial generalmente se mide usando una celda galvánica, que consta de dos cámaras, cada una con un electrodo y conectadas por una hoja de papel llamada puente de sal.
La corriente eléctrica de una celda se mide típicamente con un voltímetro. Puede que no haya corriente; la diferencia de potencial entre los electrodos, en este caso, suele ser la misma que la EMF de toda la celda. El EMF generalmente se mide a una temperatura de 77 ° F (aproximadamente 25 ° C) y una presión atmosférica típica al nivel del mar. Estas condiciones se utilizan para medir el potencial de electrodo estándar en una configuración de dos medias celdas. Un electrodo de hidrógeno se encuentra típicamente en un lado de este diseño, mientras que el potencial del otro lado generalmente se determina mediante experimentos.
Una vez que se obtiene este valor estándar, se puede predecir cómo reaccionará una sustancia. Por lo general, cuanto mayor sea el valor negativo del potencial, es más probable que el elemento se disuelva en una solución. A menudo no se observa reacción en metales no reactivos. Por lo general, se colocan en la parte inferior de una tabla de potencial de electrodo estándar, que identifica los campos electromagnéticos de diferentes tipos de elementos. Los elementos generalmente están ordenados según su tendencia a reaccionar, por lo que los cargados positivamente están más arriba porque reaccionan con más frecuencia que las sustancias cargadas negativamente.
Las condiciones estándar no siempre están disponibles, por lo que se puede usar un cálculo llamado ecuación de Nernst para determinar el potencial del electrodo. Representa la temperatura, una constante de gas, cuántas partículas llamadas electrones se transfieren y la concentración de iones. Si bien el hidrógeno es la referencia estándar, los elementos que se usan a menudo para los electrodos incluyen zinc y cobre, hierro, aluminio o calcio.
El potencial del electrodo de cada uno de estos elementos se utiliza para calcular el voltaje de una celda galvánica. A veces también se utiliza un cálculo separado de semirreacciones atómicas para derivar los campos electromagnéticos. Por lo tanto, el proceso de determinar el potencial de los electrodos puede requerir una comprensión de los principios científicos y matemáticos.