Kalomel -Elektrodenbetrieb, Eigenschaften, verwendet

Er Kalomelelektrode o Calomelanes ist eine sekundäre Elektrode, mit der dank der Reaktion zwischen Quecksilber und Quecksilberchlorid (I), HG, die Halbzeitpotentiale bestimmen können₂Cl₂, früher als Calomel bekannt. Beide Reagenzien, HG und Hg₂Cl₂, Sie gewinnen oder verlieren Elektronen, je nach dem Medium, in das die Elektrode eingetaucht ist.

Normalerweise ersetzt diese Elektrode in vielen Messungen an der Standard -Wasserstoffelektrode (She), da sie leichter zu bauen und weniger riskant zu manipulieren (trotz Quecksilber. Innen enthält eine KCL -Lösung als Elektrolytmedium für den Elektronenfluss.

Kalomelelektrode in voller Messung. Quelle: Chandrajit Karmakar, CC BY-SA 4.0, über Wikimedia Commons

Calomel -Elektrode kann je nach Größe oder wichtigerer KCL -Konzentration unterschiedliche Varianten aufweisen. Wenn die KCL -Lösung gesättigt ist, sprechen wir über ein Elektro von Saturado Calomel (ESC) über ein Elektro. Der ESC ist leichter vorzubereiten als die EG, aber empfindlicher gegenüber Temperaturänderungen.

Die Verwendung dieser Elektrode hat es ermöglicht, die Halblebenspotentiale für unzählige Redoxreaktionen zu bestimmen. Es handelt sich auch um ein wiederkehrendes Gerät in potentiometrischen Bestimmungen, die die Menge an Analyten abhängig von der Zelle und dem gemessenen Potential kennenlernen möchten.

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Funktion

So dass die Elektrode von Calomel funktioniert, das HG-HG-Paar₂Cl₂ Sie müssen reagieren, egal ob Gewinnen oder Verlust von Elektronen.

Kathodisch

Wenn die Verringerung oder Gewinne von Elektronen in der Kalomelelektrode auftritt, haben wir die folgenden Reaktionen:

Hg₂Cl₂ → hg₂²⁺  +  2cl^-  (Ionisation)

Hg₂²⁺  +  2e^-  → 2Hg (Reduktion)

Hg₂Cl₂  +  2e^-  → 2Hg +2cl^-   (Nettoreaktion)

Kann Ihnen dienen: exotherme Reaktion

Daher die Hg₂Cl₂ Gewinnen Sie Elektronen, die sich auf Metallic Quecksilber reduzieren.

Das Potential E der Elektrode, wenn die Reduktion auftritt, wird durch die Gleichung angegeben:

E = eº - 0.0591 log [cl^-]

Wo beobachtet wird, dass es ausschließlich von der Konzentration der Cl -Ionen abhängt^-, Das Standard -Reduktionspotential für diese gemessene Elektrode vor der Standard -Wasserstoffelektrode ist.

Anodisch

Innerhalb der Elektrode kann auch ein Oxidationsprozess auftreten:

2Hg → Hg₂²⁺  +  2e^-   (Oxidation)

Hg₂²⁺  +  2cl^-  → hg₂Cl₂    (Niederschlag)

2Hg +2cl^-   → hg₂Cl₂   +  2e^-   (Nettoreaktion)

Das heißt, dass Quecksilber oxidiert, um mehr Hg zu erzeugen₂Cl₂.

Das potenzielle e in diesem Fall wird gegeben durch:

E = eº + 0.0591 log [cl^-]

Und wieder, und es hängt von [Cl ab^-].

Allgemeine Reaktion

Die allgemeine Reaktion für Calomels Elektrode lautet:

Hg₂Cl₂(s) + 2e^- ⇌ 2Hg (l) + 2cl^-

Das Gleichgewichtssinn hängt von dem Medium ab, in dem die Elektrode in Kontakt ist. Das Cl^- Bestimmen Sie die Löslichkeit von Hg₂Cl₂, was wiederum einen Einfluss auf die Bildung oder Oxidation des Hg hat.

Und das Potential für eine bestimmte Konzentration von Cl -Ionen bestimmt^- Es wird gleich sein:

UND_Kalomel = E_Netz - UND_Ochse

E_Kalomel Das Potenzial, das in bestimmten potenziellen Tabellen als Referenz gemeldet wird.

Eigenschaften der Kalomelelektrode

Darstellung des Semi

Calomel Electrodes Semi -Dedge kann wie folgt dargestellt werden:

Pt | Hg | Hg₂Cl₂| Cl^- (Xm)

Wo nur die Konzentration von Cl -Ionen wichtig ist^-, exprimiert in Molarität oder Normalität. Das potenzielle E der Elektrode variiert, wenn sie mit Lösungen verschiedener KCL -Konzentrationen gefüllt ist.

Zum Beispiel eine EC mit KCL 0.1 m hat a und gleich 0.3356 V bei 25 ° C; Während der ESC mit gesättigter KCL eins und gleich 0 hat.2444 V bei der gleichen Temperatur.

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Daher ist die KCL -Konzentration das wichtigste Merkmal von Kalomelelektroden, da sie angibt, was zu verwenden ist, wenn die Berechnungen der potentiometrischen Messungen durchgeführt werden.

Kommerziell werden drei Arten von Kalomelelektroden erreicht: gesättigt (ESC), der neunzehnte (0).1 n oder 0.1 m kcl) und die Normalen (1 n oder 1 m kcl). Eine Elektrode von Kalomel 1 m kcl würde als:

Pt | Hg | Hg₂Cl₂| Cl^- (1 m)

Partys

Kalomel -Elektrodenteile. Quelle: Bachi-Bouzou, CC0, über Wikimedia Commons

Im oberen Bild zeigen wir die Hauptteile einer gewöhnlichen Kalomelelektrode. Es besteht aus Glas und besteht aus zwei Behältern: einem externen, der in elektrochemischer Kontakt mit dem Medium der Messungen gestellt wird und die KCL -Lösung enthält; Und eine innere, wo die Hg-Hg-Mischung ruht₂Cl₂.

Innen enthält die Kalomelelektrode flüssiges Quecksilber, auf der eine Hg -Paste eingehalten wird₂Cl₂ mit Quecksilber angefeuchtet. Dies ist die aktivste Phase der Elektrode. Das poröse Glas wird verwendet, um nur den Eintritt oder den Ausgang der Cl -Ionen zuzulassen^-, Aber nicht die Kristalle von HG₂Cl₂ oder Quecksilbertropfen.

Ein Platinkabel, bei dem die Elektronen fließen, wird in Quecksilber getaucht und ist dafür verantwortlich, die Elektrode mit dem Voltmeter und dem betreffenden externen Schaltkreis anzuschließen.

Durch die Füllloch. In der Zwischenzeit haben wir am Boden der Elektrode eine sehr kleine Öffnung in einem porösen Glas, das direkt mit dem Medium der Messungen in Kontakt kommt. Der Zweck des porösen Glass ist es, Kontakt ohne unerwünschte Austausch von Substanzen zuzulassen, die die Elektrode oder die Probe kontaminieren.

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Vorteile

Die Calomel -Elektrode bietet die folgenden Vorteile in Bezug auf die Standard -Wasserstoffelektrode:

-Leicht zu bauen und zu manipulieren

-Sein Zellpotential bleibt konstant, selbst wenn das Wasser verdunstet

-Sie brauchen keine Salzbrücke

Der ESC ist am einfachsten aus Calomel -Elektroden zu bauen, da KCL ausreicht, um sich aufzulösen, bis ihre Kristalle gebildet sind. Dann ist die Lösung gesättigt und bereit, in die Elektrode abzuschütteln.

Nachteile

Calomels Elektrode zeigt jedoch die folgenden Nachteile:

-Durch das Einhalten von flüssigem Quecksilber kann es einen negativen Einfluss auf die Umwelt ausüben

-Es kann nicht für quantitative Analysen in Proben mit einer Temperatur von mehr als 60 ° C verwendet werden, da der HG₂Cl₂ beginnt zu zerbrechen und führt dazu, dass Elektrodenmesswerte scheitern

Der ESC hat auch den Nachteil, dass er sehr empfindlich gegenüber Temperaturänderungen ist.

Silbersilberelektrode hat das Kalomel in vielen der potentiometrischen Bestimmungen ersetzt.

Anwendungen

Die Calomels Elektrode ist eine der vielen Elektroden, die täglich in potentiometrischen Bestimmungen verwendet werden, um die halb -Life -Potentiale von Analyten oder Arten von Interesse zu erhalten.

Außerdem wird die Kalomelelektrode bei pH -Messungen und zyklischer Voltmetrie verwendet.

Verweise

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