Delovanje kalomel elektrode, značilnosti, uporablja

On Kalomelna elektroda o Calomelanes je sekundarna elektroda, ki omogoča določitev potencialov pol življenja, zahvaljujoč reakciji med živosrebrom in živosrebrnim kloridom (I), HG₂Cl₂, prej znan kot kalomel. Oba reagenta, HG in HG₂Cl₂, Zmagajo ali izgubijo elektrone, odvisno od medija, v katerem je potopljena elektroda.

Običajno skrajšana kot EC, ta elektroda v številnih meritvah nadomešča standardno vodikovo elektrodo (SHE), saj je lažje graditi in manj tvegano za manipulacijo (čeprav ima živo srebro). V notranjosti vsebuje raztopino KCL kot elektrolitski medij za pretok elektronov.

Kalomelna elektroda v popolni meritvi. Vir: Chandrajit Karmakar, CC BY-SA 4.0, prek Wikimedia Commons

Kalomelna elektroda ima lahko različne različice, odvisno od njegove velikosti ali pomembnejšega koncentracije KCl. Ko je raztopina KCL nasičena, govorimo o elektro kalomelu (ESC). ESC je lažje pripraviti kot ES, vendar bolj občutljiv na temperaturne spremembe.

Uporaba te elektrode je omogočila določitev polživih potencialov za nešteto redoksnih reakcij. To je tudi ponavljajoča se naprava pri potenciometričnih določitvah, ki želijo vedeti količino analita, odvisno od celice in izmerjenega potenciala.

[TOC]

Delovanje

Tako da deluje Calomelova elektroda, par HG-HG₂Cl₂ Morate reagirati, ne glede na to, ali boste zmagali ali izgubili elektrone.

Katodni

Ko se znižanje ali dobiček elektronov zgodi znotraj kalomelne elektrode, imamo naslednje reakcije:

Hg₂Cl₂ → Hg₂²⁺  +  2Cl^-  (Ionizacija)

Hg₂²⁺  +  2e^-  → 2HG (zmanjšanje)

Hg₂Cl₂  +  2e^-  → 2HG +2Cl^-   (Neto reakcija)

Vam lahko služi: eksotermična reakcija

Zato HG₂Cl₂ Zmaga elektrone, ki se zmanjšajo na kovinsko živo srebro.

Potencial E elektrode, ko se zmanjša, je podana z enačbo:

E = Eº - 0.0591 dnevnik [cl^-]

Kjer je opaziti, da je odvisno izključno od koncentracije Cl ionov^-, je standardni potencial za to izmerjeno elektrodo pred standardno vodikovo elektrodo.

Anodni

Znotraj elektrode se lahko pojavi tudi postopek oksidacije:

2HG → Hg₂²⁺  +  2e^-   (Oksidacija)

Hg₂²⁺  +  2Cl^-  → Hg₂Cl₂    (Padavine)

2HG +2Cl^-   → Hg₂Cl₂   +  2e^-   (Neto reakcija)

To pomeni, da živo srebro oksidira, da ustvari več Hg₂Cl₂.

Potencialno E v tem primeru daje:

E = Eº + 0.0591 dnevnik [cl^-]

In spet, in odvisno je od [cl^-].

Splošna reakcija

Splošna reakcija za Calomelovo elektrodo je:

Hg₂Cl₂(s) + 2e^- ⇌ 2HG (L) + 2Cl^-

Občutek ravnotežja bo odvisen od medija, kjer je v stiku elektroda. Cl^- Določite topnost HG₂Cl₂, kar posledično vpliva na tvorbo ali oksidacijo HG.

In potencial, določen za določeno koncentracijo ionov Cl^- Enako bo:

In_kalomel = E_mreža - In_vol

Biti e_kalomel Potencial, o katerem poročamo kot referenca v določenih potencialnih tabelah.

Značilnosti kalomelne elektrode

Predstavitev pol

Pol -rod Calomel Electrode je lahko predstavljen na naslednji način:

Pt | Hg | Hg₂Cl₂| Cl^- (Xm)

Kjer je pomembna samo koncentracija ionov Cl^-, izraženo v molarnosti ali normalnosti. Potencialni E elektrode se razlikuje, če je napolnjena z rešitvami različnih koncentracij KCl.

Na primer EC s KCL 0.1 m ima a in enako 0.3356 V pri 25 ° C; Medtem ko ima ESC z nasičenim KCL eno in enako 0.2444 V pri isti temperaturi.

Vam lahko služi: Isopentano: struktura, lastnosti, uporabe, pridobivanje

Zato je koncentracija KCL najpomembnejša značilnost kalomelnih elektrod, saj bo pokazala, kaj uporabiti pri izvajanju izračunov potenciometričnih meritev.

Komercialno se dosežejo tri vrste kalomelnih elektrod: nasičene (ESC), devetnajste (0.1 N ali 0.1 m kCl) in normalno (1 n ali 1 m kCl). Elektroda kalomela 1 M KCl bi bila predstavljena kot:

Pt | Hg | Hg₂Cl₂| Cl^- (1 m)

Zabave

Deli kalomel elektrode. Vir: Bachi-Bouzou, CC0, prek Wikimedia Commons

Na zgornji sliki prikazujemo glavne dele navadne kalomelne elektrode. Narejena je iz stekla in je sestavljena iz dveh zabojnikov: zunanjega, ki je postavljen v elektrokemični stik z medijem meritev in vsebuje raztopino KCL; In notranje, kjer počiva mešanica HG-HG₂Cl₂.

Notranje elektroda Calomel vsebuje tekoče živo srebro, na kateri se drži Hg pasta₂Cl₂ navlažen z živo srebro. To je najbolj aktivna faza elektrode. Porozno steklo se uporablja za samo vstop ali izhod CL ionov^-, Ne pa kristali HG₂Cl₂ ali kapljice živega srebra.

Platinasti kabel, kjer teče elektroni, je potopljen v živo srebro in je odgovoren za povezovanje elektrode z voltmetrom in zunanjim vezjem.

Skozi luknjo za polnjenje se vlije raztopina KCL, ki vsebuje odpade raztopine soli. Medtem imamo na dnu elektrode zelo majhno odprtino v poroznem steklu, ki pride v neposreden stik z medijem. Namen poroznega stekla je omogočiti stik brez nezaželenih izmenjav snovi, ki kontaminirajo elektrodo ali vzorec.

Lahko vam služi: cikloheksen: struktura, lastnosti, sinteza in uporabe

Prednosti

Kalomelna elektroda predstavlja naslednje prednosti glede na standardno vodikovo elektrodo:

-Enostavno graditi in manipulirati

-Njegov celični potencial ostane konstanten, tudi če voda izhlapi

-Ne potrebujete slane mostu

ESC je najlažje zgraditi iz kalomelnih elektrod, saj je KCL dovolj, da se raztopi, dokler se njihovi kristali ne oblikujejo. Potem bo raztopina nasičena in pripravljena za odlivanje v elektrodo.

Slabosti

Calomelova elektroda pa predstavlja naslednje slabosti:

-Z zadrževanjem tekočega živega srebra lahko negativno vpliva na okolje

-Ni ga mogoče uporabiti za kvantitativne analize v vzorcih s temperaturo, večjo od 60 ° C, saj HG₂Cl₂ začne se razgraditi, zaradi česar odčitavanje elektrod ne uspe

ESC ima tudi pomanjkljivost, da je zelo občutljiv na temperaturne spremembe.

Srebrna srebrna elektroda je v številnih potenciometričnih določitvah zamenjala kalomela.

Prijave

Calomelova elektroda je ena izmed številnih elektrod, ki se vsak dan uporabljajo pri potenciometričnih določitvah, kar omogoča pridobitev polživih potencialov analitov ali interesov, ki jih zanima.

Tudi kalomelna elektroda se uporablja pri pH meritvah in ciklični voltmetriji.

Reference

1. Dan, r., & Underwood, a. (1986). Kvantitativna analitična kemija (Peti izd.). Pearson Prentice Hall.
2. Wikipedija. (2020). Nasičena kalomelna elektroda. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Splošno, Eni. (20. oktober 2018). Kalomel elektrode. Kemiji in slovar za hrvaško-England. KTF-Split. 30. oktober. 2020. Okreval od: slovarček.Periodin.com
4. Skoog d.Do., Zahod d.M. (1986). Instrumentalna analiza. (Drugi izd.). Inter -American., Mehika.
5. Hills, g., Ives, d. T. (1950). Kalomelna elektroda. Narava 165, 530 doi.org/10.1038/165530A0
6. Jmgav. (9. december 2012). Potenciometrija (ii): elektrode. Pridobljeno iz: Triplenlace.com