Calomel-elektrodi

Kalomelielektrodiin (GKE, kylläiseen kalomelielektrodiin , SCE) on elektrodi toisen lajin .

rakentaminen

Kaavamainen rakenne kalomelielektrodilla, jossa on suolasilta

Kalomelielektrodin koostuu elohopeaa , joka on päällystetty niukkaliukoisten kalomeli (Hg ₂ Cl ₂ ) ja upotetaan kyllästetyssä kaliumkloridi ratkaisu. Yhteys analyysiliuokseen voidaan saada aikaan kalvon ( puoliläpäisevän kalvon) tai hiotun tulpan nestekalvon kautta.

Tyydyttyneen kalomelielektrodin solukirjaus on:

${\ displaystyle \ mathrm {Cl} ^ {-} \, {\ iso (} 4M {\ iso)} {\ iso |} \ mathrm {Hg_ {2} Cl_ {2}} \, {\ iso (} s {\ iso)} {\ iso |} \ matrm {Hg} \, {\ iso (} l {\ iso)} {\ iso |} \ matrm {Pt}}$

Toimintaperiaate

Potentiaalin määrittävä elektrodireaktio on tasapaino elektrodin metallin ja KCl-liuoksessa olevien metalli-ionien välillä:

${\ displaystyle \ mathrm {Hg_ {2} ^ {2 +} + 2 \ e ^ {-} \ vasemmanpuoleiset sarvet 2 \ Hg}}$

Elektrodin potentiaali E kuvataan Nernstin yhtälöllä , jossa E ° on elektrodireaktion standardipotentiaali, R yleinen kaasuvakio, T termodynaaminen lämpötila ja F Faraday-vakio:

${\ displaystyle E = E ^ {\ circ} (\ mathrm {Hg} / \ mathrm {Hg} _ {2} ^ {2 +}) + {\ frac {RT} {2F}} \ ln [\ mathrm { Hg} _ {2} ^ {2+}]}$

Seuraava koskee liukoisuustasapainoa:

${\ displaystyle \ mathrm {Hg_ {2} ^ {2 +} + 2 \ Cl ^ {-} \ vasemmanpuoleiset sarvet Hg_ {2} Cl_ {2}}}$

Liukoisuus tuote , K _L , on siis:

${\ displaystyle K_ {L} = [\ mathrm {Hg_ {2} ^ {2+}}] \ [\ mathrm {Cl} ^ {-}] ^ {2}}$

Liukoisuustuotteen yhtälöä voidaan käyttää elohopeapitoisuuteen saadakseen potentiaalin pelkästään kloridipitoisuuden funktiona:

${\ displaystyle E = E ^ {\ circ} (\ mathrm {Hg} / \ mathrm {Hg} _ {2} ^ {2 +}) + {\ frac {RT} {2F}} \ ln {\ frac { K_ {L}} {[\ mathrm {Cl} ^ {-}] ^ {2}}} = E ^ {\ circ} (\ mathrm {Hg} / \ mathrm {Hg} _ {2} ^ {2+ }) + {\ frac {RT} {2F}} (\ ln (K_ {L}) - 2 \ ln {[\ mathrm {Cl} ^ {-}])}}$

K _L hytaikainen kuin tavallinen potentiaali riippuu vain lämpötilasta. Joten on järkevää sisällyttää se hiljattain määriteltyyn vakiopotentiaaliin, kalomelielektrodin potentiaaliin:

${\ displaystyle E = E ^ {\ circ} (\ mathrm {Hg} / \ mathrm {Hg} _ {2} ^ {2 +} / \ mathrm {Cl} ^ {-}) - {\ frac {RT} {F}} \ ln [\ mathrm {Cl} ^ {-}]}$

kirjallisuus

• Matthias Otto: Analyyttinen kemia. Kolmas, täysin uudistettu ja laajennettu painos. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31416-4 , s.366 .