Metal zanurzony do roztworu swoich jonów:
- przekazuje jony do roztworu ładując się na powierzchni ujemnie(przy małym stężeniu elektrolitu):
Me → Men+ + ne− - przyjmuje na swoją powierzchnię jony z roztworu ładując się dodatnio (zachodzi przy dużym stężeniu elektrolitu lub gdy metal wykazuje małą aktywność chemiczną – metal szlachetny):
Men+ + ne− → Me
Metal zanurzony do roztworu swoich jonów nosi nazwę elektrody metalicznej (półogniwa). Na granicy metal–roztwór tworzy się podwójna warstwa elektryczna i elektroda dzięki temu uzyskuje pewien potencjał elektryczny (potencjał elektrody), który zależy od rodzaju metalu, rodzaju elektrolitu i stężeń jonów w roztworze.
Ilościowo potencjał elektrody określa wzór Nernsta:
Potencjał standardowy elektrody E°Me/Men+ to potencjał elektrody zbudowanej z metalu zanurzonego w roztworze, w którym stężenie jonów potencjałotwórczych wynosi 1 mol/dm3 i wszystkie gazy występują pod ciśnieniem 1013,25 hPa, w temperaturze 25°C (298 K).
Wzór ten obowiązuje dla roztworów rozcieńczonych, gdyż dla roztworów stężonych obowiązuje zależność:
W temperaturze 298 K wzór Nernsta ma postać:
