Каломельный электрод

Каломельный электрод (ГКЭ, насыщенный каломельный электрод , ГКП) представляет собой электрод второго рода .

строительство

Схематическое строение каломельного электрода с солевым мостиком

Каломельный электрод состоит из ртути, покрытой малорастворимой каломелью (Hg ₂ Cl ₂ ) и погруженной в насыщенный раствор хлорида калия . Контакт с анализируемым раствором можно установить через диафрагму ( полупроницаемая мембрана) или жидкую пленку в пробке из матового стекла.

Обозначение ячейки насыщенного каломельного электрода:

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

Принцип работы

Электродная реакция, определяющая потенциал, - это равновесие между металлом в электроде и ионами металла в растворе KCl:

${\ Displaystyle \ mathrm {Hg_ {2} ^ {2 +} + 2 \ e ^ {-} \ leftrightharpoons 2 \ Hg}}$

Потенциал электрода E описывается уравнением Нернста , где E ° - стандартный потенциал электродной реакции, R - общая газовая постоянная, T - термодинамическая температура, а F - постоянная Фарадея:

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

Следующее относится к равновесию растворимости:

${\ Displaystyle \ mathrm {Hg_ {2} ^ {2 +} + 2 \ Cl ^ {-} \ leftrightharpoons Hg_ {2} Cl_ {2}}}$

Произведение растворимости , К _л , поэтому:

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

Уравнение произведения растворимости можно использовать для определения концентрации ртути, чтобы получить потенциал как функцию только концентрации хлорида:

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

K _L -term в качестве стандартного потенциала зависящего только от температуры. Поэтому имеет смысл включить его в новый стандартный потенциал каломельного электрода:

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

литература

• Маттиас Отто: Аналитическая химия. 3-е, полностью переработанное и дополненное издание. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31416-4 , стр. 366.