Calomel -elektrodin toiminta, ominaisuudet, käyttää

Hän Calomel -elektrodi o Calomelanes on toissijainen elektrodi, joka mahdollistaa puolivälien potentiaalien määrittämisen elohopean ja elohopeakloridin (I), HG: n välisen reaktion ansiosta, Hg tapahtuu₂Cl₂, Aikaisemmin tunnettu nimellä Calomel. Molemmat reagenssit, Hg ja Hg₂Cl₂, He voittavat tai menettävät elektroneja riippuen siitä väliaineesta, johon elektrodi on upotettu.

Normaalisti lyhennettynä EC: nä, tämä elektrodi korvaa monissa mittauksissa tavanomaiseen vetyelektrodiin (SHE), koska sen rakentaminen on helpompaa ja vähemmän riskialtista manipuloida (huolimatta elohopeasta). Sen sisällä on KCL -liuos elektrolyyttisenä väliaineena elektronien virtaukselle.

Calomel -elektrodi täydessä mittauksessa. Lähde: Chandrajit Karmakar, CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons

Calomel -elektrodilla voi olla erilaisia ​​variantteja sen koosta tai tärkeämpää riippuen KCL -pitoisuudesta. Kun KCL -liuos on tyydyttynyt, puhumme Saturado Calomelin (ESC) elektroista. ESC on helpompi valmistaa kuin EC, mutta herkempi lämpötilan muutoksille.

Tämän elektrodin käyttö on sallittu määrittää puolivälien potentiaalit lukemattomille redox -reaktioille. Se on myös toistuva laite potentiometrisissä määrityksissä, joilla pyritään tuntemaan analyytin määrän solusta riippuen ja mitattuna potentiaalista.

[TOC]

Toiminta

Joten Calomelin elektrodi toimii, HG-HG-pari₂Cl₂ Sinun on reagoitava, voitko tai menetät elektronit.

Katodinen

Kun elektronien vähentäminen tai vahvistus tapahtuu Calomel -elektrodin sisällä, meillä on seuraavat reaktiot:

Hg₂Cl₂ → Hg₂²⁺  +  2CL^-  (Ionisaatio)

Hg₂²⁺  +  2e^-  → 2HG (pelkistys)

Hg₂Cl₂  +  2e^-  → 2HG +2Cl^-   (Nettoreaktio)

Voi palvella sinua: Exoterminen reaktio

Siksi Hg₂Cl₂ Voita elektroneja, jotka vähenevät metallisiin elohopeaan.

Elektrodin potentiaalinen E -sovellus, kun pelkistys tapahtuu, annetaan yhtälöllä:

E = Eº - 0.0591 loki [Cl^--

Missä havaitaan, että se riippuu yksinomaan Cl -ionien pitoisuudesta^-, on tämän mitatun elektrodin vakiovähennyspotentiaali tavanomaisen vetyelektrodin edessä.

Anodinen

Elektrodissa voi esiintyä myös hapettumisprosessia:

2HG → HG₂²⁺  +  2e^-   (Hapetus)

Hg₂²⁺  +  2CL^-  → Hg₂Cl₂    (Sademäärä)

2HG +2CL^-   → Hg₂Cl₂   +  2e^-   (Nettoreaktio)

Toisin sanoen elohopea hapettaa tuottamaan enemmän Hg: tä₂Cl₂.

Mahdollinen E tässä tapauksessa annetaan:

E = eº + 0.0591 loki [Cl^--

Ja taas, ja se riippuu [Cl^--.

Yleinen reaktio

Calomelin elektrodin yleinen reaktio on:

Hg₂Cl₂(s) + 2e^- ⇌ 2HG (L) + 2Cl^-

Tasapainon tunne riippuu väliaineesta, jossa elektrodi on yhteydessä. Cl^- Määritä Hg: n liukoisuus₂Cl₂, jolla puolestaan ​​on vaikutusta Hg: n muodostumiseen tai hapettumiseen.

Ja potentiaali määritetty määritellylle Cl -ionien pitoisuudelle^- Se on yhtä suuri kuin:

JA_kalomeli = E_ruudukko - JA_härkä

E -e_kalomeli Potentiaali, joka ilmoitetaan viitteenä tietyissä mahdollisissa taulukoissa.

Calomel -elektrodin ominaisuudet

Semi

Calomel Elektrodi -puoli -reuna voidaan edustaa seuraavasti:

PT | HG | Hg₂Cl₂Ja Cl^- (XM)

Missä vain Cl -ionien pitoisuus on tärkeää^-, ilmaistu molaarisuudessa tai normaalisuudessa. Elektrodin potentiaalinen E vaihtelee, jos se täytetään eri KCL -pitoisuuksien liuoksilla.

Esimerkiksi EC, jolla on KCL 0.1 m on a ja yhtä suuri kuin 0.3356 V 25 ° C: ssa; Kun taas ESC: llä, kyllästetyllä KCL: llä, on yksi ja yhtä suuri kuin 0.2444 V samassa lämpötilassa.

Voi palvella sinua: isopentano: rakenne, ominaisuudet, käyttötarkoitukset, hankkiminen

Siksi KCL.

Kaupallisesti saavutetaan kolme tyyppiä kalomelielektrodeja: tyydyttyneitä (ESC), yhdeksästoista (0.1 n tai 0.1 m kcl) ja normaali (1 n tai 1 m Kcl). Calomel 1 M KCl: n elektrodi olisi esitetty seuraavasti:

PT | HG | Hg₂Cl₂Ja Cl^- (1 m)

Puolueet

Calomel -elektrodin osat. Lähde: Bachi-Bouzou, CC0, Wikimedia Commons

Yläkuvassa näytämme tavallisen kalomelielektrodin pääosat. Se on valmistettu lasista ja koostuu kahdesta astiasta: ulkoisesta, joka asetetaan sähkökemialliseen kosketukseen mittausväliaineen kanssa ja sisältää KCL -liuoksen; Ja sisäinen, jossa HG-HG-seos lepää₂Cl₂.

Sisäisesti Calomel -elektrodi sisältää nestemäistä elohopeaa, jolle HG -tahna on kiinnittynyt₂Cl₂ kostutettu elohopealla. Tämä on elektrodin aktiivisin vaihe. Huokoista lasia käytetään sallimaan vain Cl -ionien pääsy tai poistuminen^-, Mutta ei HG: n kiteitä₂Cl₂ tai elohopea pudottaa.

Platinumkaapeli, jossa elektronit virtaavat, upotetaan elohopeaan, ja vastaa elektrodin kytkemisestä volttimittariin ja kyseiseen ulkoiseen piiriin.

Täyttämisaukon läpi KCL -liuos kaadetaan, joka sisältää suolan liuennettua purkamista. Samaan aikaan elektrodin pohjassa meillä on hyvin pieni aukko huokoisessa lasissa, joka joutuu suoraan kosketukseen mittausväliaineen kanssa. Huokoisen lasin tarkoituksena on sallia kosketus ilman elektrodin tai näytteen saastuttavien aineiden vaihtoa.

Se voi palvella sinua: syklohexen: rakenne, ominaisuudet, synteesi ja käyttö

Edut

Calomel -elektrodi esittelee seuraavat edut tavanomaisen vetyelektrodin suhteen:

-Helppo rakentaa ja manipuloida

-Sen solupotentiaali pysyy vakiona, vaikka vesi haihtuu

-Et tarvitse suolaliuosta

ESC on helpoin rakentaa Calomel -elektrodeista, koska KCL riittää liukenemaan, kunnes niiden kiteet ovat muodostuneet. Sitten liuos on kyllästetty ja valmis leviämään elektrodin sisään.

Haitat

Calomelin elektrodi esittelee kuitenkin seuraavat haitat:

-Sisällyttämällä nestemäistä elohopeaa, sillä voi olla kielteisiä vaikutuksia ympäristöön

-Sitä ei voida käyttää kvantitatiivisiin analyyseihin näytteissä, joiden lämpötila on yli 60 ºC, koska HG₂Cl₂ alkaa hajottaa, aiheuttaen elektrodilukemat epäonnistumisen

ESC: llä on myös haitta, että se on erittäin herkkä lämpötilan muutoksille.

Hopeahopeaelektrodi on korvannut kalomelin monissa potentiometrisissä määrityksissä.

Sovellukset

Calomelin elektrodi on yksi monista elektrodeista, joita käytetään päivittäin potentiometrisissä määrityksissä, mikä mahdollistaa analyyttien tai kiinnostuksen kohteena olevien lajien puolikäyttöpotentiaalit.

Myös Calomel -elektrodia käytetään pH -mittauksissa ja syklisessä voltmetriassa.

Viitteet

1. Päivä, r., & Underwood, a. (1986). Kvantitatiivinen analyyttinen kemia (Viides ed.-A. Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedia. (2020). Tyydyttynyt kalomelielektrodi. Haettu: vuonna.Wikipedia.org
3. Yleinen, eni. (20. lokakuuta 2018). Elektrodikalomeli. Kroatian-Englandin kemian sanakirja ja sanasto. KTF-Split. 30. lokakuuta. 2020. Toipunut: Sanasto.Kausi.com
4. Skoog d.-Lla., Länsi D.M. (1986). Instrumentaalianalyysi. (Toinen Ed.-A. Amerikkalainen., Meksiko.
5. Kukkulat, G., Ives, D. T. (1950). Calomel -elektrodi. Luonto 165, 530 doi.org/10.1038/165530A0
6. Jmgav. (9. joulukuuta 2012). Potentiometria (II): elektrodit. Haettu: Triplenlace.com