Potencjał elektrody to różnica potencjałów elektrostatycznych między elektrolitem a elektrodą. Powstanie takiego potencjału wynika z przestrzennego rozdzielenia ładunków, które mają przeciwne znaki na granicy separacji faz z utworzeniem podwójnej warstwy elektrycznej.
Przestrzenne rozdzielenie ładunków na granicy elektrody metalowej i roztworu elektrolitu wiąże się z takimi zjawiskami, jak przenoszenie jonów z metalu do roztworu w procesie ustalania równowagi elektrochemicznej, a także adsorpcja jony z elektrolitu na powierzchnię elektrody; przemieszczenie gazu poza jonową, dodatnio naładowaną sieć krystaliczną; niekulombowska adsorpcja jonów lub cząsteczek cieczy na elektrodzie. Z powodu dwóch ostatnich zjawisk potencjał elektrody nigdy nie jest równy zeru, nawet jeśli ładunek powierzchni metalu wynosi zero. Wartość bezwzględna potencjału pojedynczej elektrody nie jest określana, w tym celu stosuje się metodę porównania elektrody odniesienia i elektrody testowej. Potencjał elektrodyrówna się wielkości siły elektromotorycznej (EMF) uzyskanej w obwodzie elektrochemicznym.
W przypadku roztworów na bazie wody zwyczajowo stosuje się elektrody wodorowe. Standardowe elementy tego typu są wykorzystywane jako wzorce do różnych pomiarów elektrochemicznych, a także w urządzeniach galwanicznych. Elektroda wodorowa to metalowy drut lub płytka, która dobrze absorbuje gazowy wodór (często używa się palladu lub platyny). Taki drut płytkowy jest nasycony wodorem pod ciśnieniem atmosferycznym, po czym jest zanurzany w wodnym roztworze bogatym w jony wodorowe. Potencjał takiej płytki jest proporcjonalny do stężenia jonów w roztworze. Element jest wzorcem, potencjał elektrody reakcji chemicznej jest mierzony względem niego.
Podczas montażu ogniw galwanicznych opartych na wodorze i wykrywalnych urządzeniach, na powierzchni metalu z grupy platynowców zachodzi reakcja (odwracalna), co oznacza albo proces redukcji, albo utleniania. Rodzaj procesu zależy od potencjału zachodzącej reakcji określanego pierwiastka. Potencjał elektrody wodorowej przyjmuje się jako równy zero, gdy ciśnienie wodoru wynosi 1 atmosfera, stężenie protonów w roztworze wynosi jeden mol na litr, a temperatura wynosi 298 K. Jeżeli badany pierwiastek znajduje się w warunkach odniesienia, to znaczy, gdy aktywność jonów wpływających na potencjał wynosi jeden, a ciśnienie gazu - 0,11 MPa, wartość tego potencjału nazywamy standardową.
Pomiar pola elektromagnetycznegoelektroda galwaniczna w standardowych warunkach, obliczyć potencjał elektrody standardowej reakcji chemicznej. Zwykle wartość tę mierzy się w warunkach, w których wszystkie aktywności termodynamiczne reakcji determinującej potencjał są równe jedności, a ciśnienie gazu wynosi 0,01105 Pa. Potencjał badanego elementu jest uważany za dodatni, jeśli w trybie „źródła prądowego” elektrony poruszają się od lewej do prawej w obwodzie zewnętrznym, a dodatnio naładowane cząstki poruszają się w elektrolicie.
