Halvcelle

I elektrokjemi er en halvcelle en struktur som inneholder en ledende elektrode og en omgivende ledende elektrolytt atskilt av et naturlig forekommende Helmholtz dobbeltlag. Kjemiske reaksjoner i dette laget pumper øyeblikkelig elektriske ladninger mellom elektroden og elektrolytten, noe som resulterer i en potensiell forskjell mellom elektroden og elektrolytten. Den typiske anodereaksjonen involverer et metallatom i elektroden oppløst og transportert som et positivt ion over dobbeltlaget, noe som får elektrolytten til å få en netto positiv ladning mens elektroden får en netto negativ ladning. Den voksende potensialforskjellen skaper et intenst elektrisk felt i dobbeltlaget, og potensialet stiger i verdi til feltet stopper nettoladepumpingsreaksjonene. Denne selvbegrensende handlingen skjer nesten umiddelbart i en isolert halvcelle; i applikasjoner er to forskjellige halvceller riktig koblet til å utgjøre en galvanisk celle.

En standard halvcelle består av en metallelektrode i en 1 molar (1 mol/l) vandig løsning av metallets salt, ved 298 kelvin (25 °C). Den elektrokjemiske serien, som består av standard elektrodepotensialer og er nært beslektet med reaktivitetsserien, ble generert ved å måle potensialforskjellen mellom metallhalvcellen i en krets med en standard hydrogenhalvcelle, forbundet med en saltbro.

Standard hydrogenhalvcelle:

 2H+(aq) + 2e− → H2(g)

Halvcellene til Daniellcellen:

 Opprinnelig ligning
 Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu
 Halvcelle (anode) av Zn
 Zn → Zn2+ + 2e−
 Halvcelle (katode) av Cu
 Cu2+ + 2e− → Cu

Elektrokjemi
Galvanisk element