Telített kalomel elektróda
A telített kalomel elektród ( ECS ), vagy pontosabban a kálium-klorid telített kalomel-elektród , egy széles körben használt referencia elektródot a gyakorlatban.
Fogalmazás
A kálium-kloriddal (KCl) telített kalomel elektróda fémes higanyból (Hg) áll, amely a telített KCl-oldattal egyensúlyban van a kalomellel érintkezve . Higanyba merített platina huzal segítségével határozhatjuk meg a potenciálját.
Hg2VSl2(s){\ displaystyle {\ rm {Hg_ {2} Cl_ {2 _ {(s)}}}}}
(Telített KCl oldat) jelképezi .
Hg,Hg2VSl2(s)|VSl-{\ displaystyle {\ rm {Hg, Hg_ {2} Cl_ {2 _ {(s)}} | Cl ^ {-}}}}
A következő reakciókat foglalja magában:
2Hg⇌Hg22++2e-{\ displaystyle {\ rm {2Hg \ rightleftharpoons Hg_ {2} ^ {2 +} + 2e ^ {-}}}}
2Hg+2VSl-⇌Hg2VSl2(s)+2e-{\ displaystyle {\ rm {2Hg + 2Cl ^ {-} \ rightleftharpoons Hg_ {2} Cl_ {2 _ {(s)}} + 2e ^ {-}}}}
az:
Hg22++2VSl-⇌Hg2VSl2(s){\ displaystyle {\ rm {Hg_ {2} ^ {2 +} + 2Cl ^ {-} \ rightleftharpoons Hg_ {2} Cl_ {2 _ {(s)}}}}}
Ezért magában foglalja a redox párost .
Hg2VSl2(s)/Hg,VSl-{\ displaystyle {\ rm {Hg_ {2} Cl_ {2 _ {(s)}} / Hg, Cl ^ {-}}}}
Érdeklődés
A potenciális által hozott elektród csak attól függ, a koncentráció -klorid -ionok . A kalomel elektróda potenciálját tehát a KCl oldat koncentrációja rögzíti, amelybe merül: moláris , decimoláris vagy telített koncentráció .
A potenciális az ECS, hogy 25 ° C-on , tekintettel a standard hidrogén elektród van E = 0,2412 V át 25 ° C-on .
Azt is megállapította, E = 0,248 V .
Egy ilyen elektróda (vagy félcellás ), mint minden referenciaelektród , különösen egy másik félcellának (például az üvegelektródnak ) az elektrokémiai potenciáljának (ismeretlen) meghatározását szolgálja .
Elmélet
A párhoz kapcsolódó oxidációs - redukciós félegyenlet :
Hg2VSl2(s)/Hg(l){\ displaystyle {\ rm {Hg_ {2} Cl_ {2 _ {(s)}} / Hg _ {(l)}}}}
Hg2VSl2(s)+2e-⇌2Hg(l)+2VSl-{\ displaystyle {\ rm {Hg_ {2} Cl_ {2 _ {(s)}} + 2e ^ {-} \ rightleftharpoons 2Hg _ {(l)} + 2Cl ^ {-}}}}
A kapott Nernst-egyenlet az
Eref=E0(Hg2VSl2/Hg)-RT.lnem(10.)2Fnapló(nál nél(VSl-)2)≈E0(Hg2VSl2/Hg)-0,059napló([VSl-]VS0){\ displaystyle {\ rm {E _ {\ text {ref}} = E ^ {0} (Hg_ {2} Cl_ {2} / Hg) - {\ frac {RT.ln (10)} {2F}} \ log ({a (Cl ^ {-}) ^ {2})} \ kb E ^ {0} (Hg_ {2} Cl_ {2} / Hg) -0 {,} 059 \ log {\ left ({ \ frac {\ left [Cl ^ {-} \ right]} {C ^ {0}}} \ right)}}}}
ahol a standard potenciál van , és az "a" betű a faj aktivitását jelenti.
E0(Hg2VSl2/Hg)=0,271V{\ displaystyle {\ rm {E ^ {0} (Hg_ {2} Cl_ {2} / Hg) = 0 {,} 271 \; V}}}
Amint a KCl kicsapódik, az egyensúly
KVSl(s)⇌K++VSl-{\ displaystyle {\ rm {KCl _ {(s)} \ rightleftharpoons K ^ {+} + Cl ^ {-}}}}
megvalósul.
Így a tömeges cselekvés törvénye (vagy Guldberg és Waage törvénye) megadja:
Ks(KVSl(s))=7,0=nál nél(K+)snál nélt.nál nél(VSl-)snál nélt=nál nél(VSl-)snál nélt2=([VSl-]VS0)2{\ displaystyle {\ rm {K_ {s} (KCl _ {(s)}) = 7 {,} 0 = a (K ^ {+}) _ {sat} .a (Cl ^ {-}) _ { sat} = a (Cl ^ {-}) _ {sat} ^ {2} = \ balra ({\ frac {\ balra [Cl ^ {-} \ jobbra]} {C ^ {0}}} \ jobbra) ^ {2}}}}
és ezért a koncentráció Cl - rögzített:
Eref≈E0(Hg2VSl2/Hg)-0,0592napló(Ks(KVSl(s)))≈0,24.V{\ displaystyle {\ rm {E _ {\ text {ref}} \ kb E ^ {0} (Hg_ {2} Cl_ {2} / Hg) - {\ frac {0 {,} 059} {2}} \ log {\ balra (K_ {s} (KCl _ {(s)}) \ jobbra)} \ kb 0 {,} 24 \; V}}}
Óvintézkedések
Ennek a referenciaelektródnak a használatakor ügyelni kell arra, hogy a vizsgálati oldat ionjai ne reagáljanak a telített KCl kloridionjaival, ha vannak, és csapadékot képezzenek a minta testében. Ehhez egy kálium-nitráttal töltött csúcsot , amelyet meghosszabbításnak neveznek, az elektródához adják. Ha nem áll rendelkezésre hosszabbítás, akkor a HMV-t is áztathatja egy KCl-oldattal töltött főzőpohárba, a második elektródát tegye a főzőpohárba, ahol a követni kívánt megoldás található. vezetőképes megoldás. Egy másik referencia-elektróda, például a higany-szulfát elektróda is használható .
Hivatkozások
-
Jean Sarrazin, Michel Verdaguer, Redox, fogalmak és tapasztalatok , Ellipszisek, p. 45–46
-
J. Angenault, kémia, enciklopédia , Dunod, p. 136
-
M. Bernard és F. Busnot, Az általános és ásványi kémia szokása
Kapcsolódó cikk
<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">