Серебряный электрод это электрод сравнения

На практике потенциометрия заключается в измерении ЭДС гальванического элемента, составленного из двух полуэлементов: индикаторного электрода и электрода сравнения. Потенциал электрода сравнения должен оставаться постоянным независимо от протекания каких-либо реакций в анализируемом растворе. Электроды сравнения должны обладать устойчивым во времени воспроизводимым потенциалом, не меняющимся при прохождении небольшого тока.

Водородный электрод является основным электродом сравнения. Его потенциал принимают равным нулю. Это газовый электрод первого рода. Электроды первого рода — это электроды, обратимые относительно катиона, т. е. работающие на основе обмена катионом между электродом и раствором.

Водородный электрод используется в паре с исследуемым электродом для измерения электродного потенциала. Состоит из платиновой пластинки, электролитически покрытой мелко раздробленной чернью (платиновой чернью). Такая пластинка опускается в раствор, содержащий ионы водорода с активностью ан+ =1, и непрерывно омывается током чистого водорода с летучестью (/), равной 1 (рис. 9.1).

[ПРОСТЫМИ СЛОВАМИ О СВАРКЕ] КАКИЕ ЭЛЕКТРОДЫ ЛУЧШЕ, А КАКИМИ ЛЕГЧЕ ВАРИТЬ!?

Рис. 9.1. Водородный электрод

Водород адсорбируется на платиновой черни. Она является катализатором электродного процесса: ускоряет процесс адсорбции водорода, диссоциации молекул водорода на атомы и ионизации атома водорода с образованием протона и электрона.

Схема водородного электрода: Pt, Н2 | Н + . Электродная реакция, протекающая на водородном электроде:

Уравнение Нернста для водородного электрода:

Так как 1 • моль -1 , то

Таким образом, водородный электрод является обратимым относительно ионов Н + . Его можно использовать для определения pH:

Водородный электрод обладает высокой точностью, хорошей воспроизводимостью результатов, может работать в интервале pH от 0 до 14 при любых давлениях водорода и при любых температурах. Недостатки: равновесие между электродом и раствором устанавливается в течение 20—30 мин, платина быстро отравляется каталитическими ядами, в присутствии окислителей и восстановителей дает неверный результат.

На практике в качестве электродов сравнения используются электроды второго рода, потенциал которых по отношению к водородному (стандартному) точно известен (хлорсеребряный и каломельный).

Электроды второго рода — это электроды, обратимые относительно аниона. Состоят из металла, покрытого слоем малорастворимой соли металла, и опущены в раствор растворимой соли, имеющей общий анион с малорастворимой солью.

Хлор серебряный электрод представляет собой серебряную проволоку или пластинку, покрытую слоем AgCl и помещенную в раствор КС1 или НС1 определенной концентрации (обратим относительно ионов хлора).

Лекция 5 Электроды сравнения и измерение электродных потенциалов

Схема полуэлемента: Ag, AgCl | Cb.

Электродная реакция, протекающая на хлорсеребряном электроде:

Уравнение Нернста для хлорсеребряного электрода (электрод второго рода):

Так как aAg = 1, aAgC1 = 1, получаем

В каломельном электроде паста из ртути и каломели (Hg2Cl2) помещена в раствор КС1 (обратим относительно ионов хлора — электрод второго рода).

Схема полуэлемента: Hg, Hg2Cl2 | Cb.

Ему отвечает реакция

Потенциал каломельного электрода равен

Потенциалы хлорсеребряного, каломельного и ряда других электродов сравнения изучены при различных концентрационных и температурных условиях, и их величины по отношению к стандартному водородному электроду хорошо известны (справочные данные).

Источник: studme.org

3.2 Электроды сравнения

Электроды сравнения предназначены для измерения электродных потенциалов. Необходимость их использования обусловлена невозможностью измерения абсолютной величины потенциала отдельного электрода. В качестве электрода сравнения может быть использован электрод, обладающий постоянным и не зависящим от состава раствора потенциалом.

При этом необязательно знать числовую величину потенциала. Значение потенциала должно воспроизводиться и не изменяться от опыта к опыту. Существенными требованиями к электродам сравнения являются низкое электрическое сопротивление, отсутствие влияния на состав анализируемого раствора, способность не вызывать появления значительного диффузионного потенциала и, несомненно, простота конструкции.

Универсальным электродом сравнения является стандартный водородный электрод (описание электрода – 3.3), но для практической работы он неудобен из-за необходимости использования очень чистого водорода и ряда других причин.

Электродами сравнения могут быть электроды II рода в растворе электролита с анионом малорастворимой соли.

Потенциал электрода сравнения служит точкой отсчета, по отношению к которой измеряют потенциал индикаторного электрода. Но и индикаторный электрод, в принципе, может служить также и электродом сравнения, если создать условия, при которых потенциал такого индикаторного электрода остается неизменным в процессе анализа.

Так, например, в потенциометрическом методе кислотно-основного титрования можно взять в качестве электрода сравнения хингидронный электрод в буферном растворе с определенной величиной рН (описание хингидронного электрода – 3.3).

В потенциометрическом окислительно-восстановительном титровании индикаторным электродом может служить платиновый электрод, а электродом сравнения, например, молибденовый электрод, поверхность которого покрыта оксидной пленкой. Платиновый электрод реагирует на изменение соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм определяемого элемента изменением своего потенциала. При этом титруемый раствор должен содержать большой избыток свободной кислоты, чтобы кислотность этого раствора практически не изменялась в процессе титрования. В таких условиях молибденовый электрод является электродом сравнения, сохраняя постоянный потенциал.

Главное требование, предъявляемое к электроду сравнения – постоянство величины потенциала электрода в течение всего времени использования электродной системы. Значения потенциалов стандартных электродов известны, что позволяет применять их в прямой потенциометрии, когда необходимо определить абсолютную величину потенциала индикаторного электрода.

В качестве электрода сравнения в потенциометрии часто используют каломельный электрод с насыщенным раствором хлорида калия, хлорсеребряный электрод.

Насыщенный каломельный электрод (НКЭ) схематически изображен на рисунке 4. Это стеклянный сосуд с впаянным в него солевым мостиком, который погружают в анализируемый раствор. На дно сосуда наливается чистая ртуть, в которую погружена платиновая проволока (контакт), впаянная в стеклянную трубку.

Другой конец платиновой проволоки припаивается к медному проводнику, идущему к клемме потенциометра. Поверх ртути помещается паста каломели (Hg2Cl2), тщательно растертая со ртутью и хлористым калием. Для заполнения каломельного электрода используют насыщенный раствор хлорида калия (КСlнас.). Систему насыщенного каломельного электрода обозначают Pt|Hg|Hg2Cl2|KClнас. В тех случаях, когда попадание ионов хлора в анализируемый раствор нежелательно, каломельный электрод можно использовать с дополнительным солевым мостиком, заполненным другим электролитом.

Источник: studfile.net

Электроды сравнения (водородный, каломельный, оксиднортутный, хингидронный, галогеносеребряный)

Электрод сравнения — электрохимические полуэлементы электрохимического круга, применяемые при измерении электродных потенциалов как их эталон. Потенциал электрода сравнения имеет постоянное значение и не зависит от изменения концентрации раствора электролита электрохимического круга. Необходимость использования данного понятия обусловлена невозможностью измерения абсолютных потенциалов отдельных электродов и создание электрода с величиной потенциала, равна нулю.

Электроды сравнения должны удовлетворять следующим требованиям:

• иметь высокую воспроизводимость потенциала
• малую зависимость потенциала от температуры
• постоянство всех характеристик в течение длительного времени
• быть простыми в изготовлении и эксплуатации

Наиболее полно такие требования удовлетворяют лишь несколько электродов:

• водородный
• каломельный
• оксиднортутный
• хингидронный
• галогеносеребряный

Водородный электрод сравнения

Водородный электрод сравнения — небольшая платиновая пластинка или сетка, электролитически покрытая платиновой чернью и частично погружена в раствор. Для функционирования электрода через раствор пропускают Н2, который омывает его погруженную часть. На электроде происходит реакция.

При стандартных условиях, то есть при aH + = 1 и PH2 = 1 атм., Е = 0, так стандартный электродный потенциал водородного электрода условно считается равным нулю при всех температурах. Такой электрод называют стандартным водородным электродом. Потенциалы других электродов, измеренные относительно водородного, составляют шкалу стандартных электродных потенциалов. Воспроизводимость водородного электрода составляет 0,01 мВ. Но это возможно только в случае выполнения целого ряда условий: обеспечение высокой чистоты водорода и поверхности электрода, отсутствия в растворах веществ- «ядов»: CN-, H2S, Ag +, Hg2 +, NO3-, ароматических соединений, солей мышьяка.

Каломельный электрод сравнения

Каломельный электрод сравнения — электрод второго рoду и состоит из смеси Hg и Hg2Cl2, которые находятся в растворе KCl. На электроде проходит реакция: 2Нg + 2Cl- Hg2Cl2 + 2ē.

В зависимости от концентрации раствора KCl каломельные электроды разделяют на насыщенные, одномолярныу и децимолярные. Насыщенные каломельные электроды имеют наиболее высокий температурный коэффициент электродного потенциала, а децимолярни — самый низкий (Е = 0,3337 — 8,75 • 10-5 (T — 25) — 3 • 10-6 (T — 25)). Воспроизводимость каломельного электрода составляет 0,01 мВ. На основе ртути разработаны бромидртутний, йодидртутний, сульфатртутный, уксуснортутный, бензоатнортутный и оксиднортутный электрод сравнения Чаще всего используют только оксиднортутный электрод для работы в щелочных средах. Электрод готовят из ртути в насыщенном растворе HgO в водных растворах KOH, Ba (OH) 2 или Ca (OH) 2. Воспроизводимость всех этих электродов ниже, чем в каломельного, и составляет 0,1-0,2 мВ.

Галогеносеребряный электрод сравнения

Галогеносеребряный электрод сравнения представляют собой тонкий (Ø 0,3-1 мм) серебряная проволока, покрытая слоем галогенида серебра и погружен в соответствующий раствор KНal. На электроде проходит реакция: Ag + Hal- 2arrow.eps AgHal + ē, Hal- — Cl-, Br-, I-.

Чаще всего используют хлорсеребряный насыщенный электрод, который выпускается промышленностью. Электрод действует в интервале от 5 до 95 ° С. Воспроизводимость электрода — 0,01-0,02 мВ. Хлорсеребряный электроды используют в электрохимических цепях как с переносом, так и без переноса. Применяют их также в водных, неводных и смешанных растворах.

Хингидронный электрод сравнения

Хингидронный электрод сравнения — тонкий платиновый провод, погруженный в насыщенный раствор хингидрону. На электроде происходит реакция: С6Н4 (ОН) 2 2arrow.eps С6Н4О2 + 2Н + + 2ē. Электрод действует при уровне рН 0-8,5 и в интервале температур 0-50 ° С.

Значения потенциалов электрода относительно стандартного водородного электрода при 25 ° С приведены в таблице.

Таблица. Значения потенциалов электрод сравнения относительно стандартного водородного электрода при 25 ° С

Электрод	Потенциал	В
Насыщенный каломельный	Hg | Hg2Cl2, насыщенный раствор KCl	0,2412
Одномолярный каломельный	Hg | Hg2Cl2, 1М раствор KCl	0,2801
Децимолярний каломельный	Hg | Hg2Cl2, 1М раствор KCl	0,3337
Хлорсеребряный	Аg | АgCl, насыщенный раствор KCl	0,1971
Оксиднортутный	Hg | HgО, 0,1М KОН	0,9263
Хингидронный	Pt | С6Н4 (ОН) 2 • С6Н4О2, 2Н +	0,6992

Литература

1. Справочник по электрохимия / Под ред. А.М. Сухотина. — Л., 1991;
2. Хомутов Н.Е. Электроды сравнения в растворах. Электрохимия. — М., 1967.

Полезно знать

• Экологическая экспертиза
• Экологический менеджмент фармацевтических предприятий
• Эксклюзивность данных клинических исследований
• Экскреция (Excretio)
• Эксперимент
• Экспертная система
• Эквивалент химический
• Экологический мониторинг предприятия
• Экология
• Экология растений
• Эстер сорбитана
• Экоморф
• Эконометрия или эконометрика
• Экономика предприятия
• Эксикоз
• Этилморфина гидрохлорид (Ethylmorphini hydrochloridum) — формула, свойства и применение
• Электроплазмолиз
• Эргастические вещества
• Эхография собак и кошек
• Эритритол
• Этиленимин
• Этиллактат
• Эбулиоскопия
• Экаутинг в фармацевтического предприятия
• Экдистероиды гормоны линьки и метаморфоза
• Экобиотехнология — прикладная наука
• Эйфория
• Этофиллин (Etofyllinum)
• Эвкалипт (биология, применение в промышленности, медицине и лечебные свойства)
• Эволюция (терминология, теория, процесс)
• Эвтаназия, эутаназия, эйтоназия (терминология, проблемы)

Источник: vetconsultplus.ru