酸化還元反応
それぞれの極を半電池と呼ぶことにすると、二つの半電池の間に発生するのが電池の起電力である。1対の酸化体と還元体(例えば銅イオンと金属銅)を含む半反応式の酸化還元電位は、ある基準となる半電池と組み合せたときの起電力として定義されている。水溶液系の場合、ある半反応式の酸化還元電位を求める際に基準とする、相手の半電池には
2 H + ( a q ) + 2 e − = H 2 ( g ) {\displaystyle {\rm {2H^{+}(aq)+2e^{-}=H_{2}(g)}}}
を使うことが取り決められている。ここで、水素イオンの活量は1、水素ガスの分圧は1気圧であり、このような半電池を標準水素電極(SHE; standard hydrogen electrodeもしくはNHE; normal hydrogen electrode)と呼んでいる。酸化還元反応系において、関与する物質の活量(あるいは分圧)がすべて1の場合の電極電位を標準電極電位と呼んでいる。活量が1でない場合の電極電位はネルンストの式から計算することができる。標準水素電極 (SHE) を基準に求めた種々の半反応式の酸化還元電位は、便覧等に表として掲載されている。