Περιγράψτε την κατασκευή ηλεκτροδίου Calomel;
Κατασκευή ηλεκτροδίου Calomel:
Το ηλεκτρόδιο Calomel είναι ένας τύπος ηλεκτροδίου αναφοράς που χρησιμοποιείται συνήθως στην ηλεκτροχημεία. Αποτελείται από ένα ηλεκτρόδιο υδραργύρου σε επαφή με μια πάστα χλωριούχου υδραργύρου (Ι) (Calomel, HG2CL2) και κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου καλίου (KCL). Ακολουθεί μια κατανομή της κατασκευής του:
στοιχεία:
* Πισίνα υδραργύρου: Μια μικρή δεξαμενή καθαρού υδραργύρου (HG) βρίσκεται στο κάτω μέρος του ηλεκτροδίου.
* Calomel Paste: Μια πάστα του χλωριούχου υδραργύρου (Ι) (HG2CL2) είναι στρωματοποιημένη πάνω από την πισίνα του υδραργύρου.
* λύση KCL: Ένα κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου καλίου (KCL) έρχεται σε επαφή με την πάστα Calomel.
* γέφυρα αλατιού: Ένα πορώδες βύσμα ή frit συνδέει το διάλυμα KCL που μετράται με το εξωτερικό διάλυμα. Αυτό επιτρέπει την ιοντική αγωγιμότητα μεταξύ του ηλεκτροδίου και του διαλύματος, ενώ εμποδίζει την ανάμιξη.
* Θάλαμο ηλεκτρολύτη: Ολόκληρη η ρύθμιση περιέχεται σε γυάλινο σωλήνα.
* Αδοπική μεταλλική σύρμα: Ένα σύρμα πλατίνας βυθίζεται στην πισίνα του υδραργύρου για να χρησιμεύσει ως ηλεκτρική επαφή.
Βήματα κατασκευής:
1. Προετοιμασία: Επιλέγεται ένας γυάλινος σωλήνας με μικρό πλευρικό βραχίονα. Ο σωλήνας καθαρίζεται και ξεπλένεται καλά.
2. Pool Mercury: Μια μικρή ποσότητα καθαρού υδραργύρου χύνεται στο κάτω μέρος του σωλήνα.
3. Calomel Paste: Μια πάστα του χλωριούχου υδραργύρου (Ι) (HG2CL2) παρασκευάζεται με λείανση καλομέλης με υδράργυρο και κορεσμένο διάλυμα KCl. Αυτή η πάστα προστίθεται στη συνέχεια στον σωλήνα πάνω από την πισίνα του υδραργύρου.
4. λύση KCL: Ένα κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου καλίου προστίθεται στον σωλήνα, καλύπτοντας την πάστα καλομέλης.
5. Γέφυρα αλατιού: Ένα πορώδες βύσμα ή φρέσκο εισάγεται στον πλευρικό βραχίονα του σωλήνα για να δημιουργήσει μια γέφυρα αλατιού. Αυτό επιτρέπει την ιοντική αγωγιμότητα μεταξύ του ηλεκτροδίου και του εξωτερικού διαλύματος, ενώ εμποδίζει την ανάμιξη.
6. Ένα σύρμα πλατίνας βυθίζεται στην πισίνα του υδραργύρου για να χρησιμεύσει ως ηλεκτρική επαφή. Αυτό το καλώδιο στη συνέχεια συνδέεται με ένα εξωτερικό κύκλωμα.
Αρχή εργασίας:
Το ηλεκτρόδιο Calomel λειτουργεί με βάση την ακόλουθη ισορροπία:
hg2cl2 (s) + 2e- <=> 2hg (l) + 2cl- (aq)
Το δυναμικό ηλεκτροδίου αυτού του συστήματος καθορίζεται από τη συγκέντρωση ιόντων χλωριδίου στο διάλυμα KCl. Δεδομένου ότι το διάλυμα KCL είναι κορεσμένο, η συγκέντρωση ιόντων χλωριούχου παραμένει σταθερή, παρέχοντας έτσι ένα σταθερό και προβλέψιμο δυναμικό.
Τύποι ηλεκτροδίων Calomel:
Τα ηλεκτρόδια Calomel ταξινομούνται σύμφωνα με τη συγκέντρωση του KCL που χρησιμοποιείται στον ηλεκτρολύτη:
* Κορεσμένο ηλεκτρόδιο Calomel (SCE): Χρησιμοποιεί ένα κορεσμένο διάλυμα KCL.
* Κανονικό ηλεκτρόδιο Calomel (NCE): Χρησιμοποιεί διάλυμα 1,0 m KCL.
* Decinormal Calomel Electrode (DCE): Χρησιμοποιεί διάλυμα 0,1 Μ KCL.
Πλεονεκτήματα:
* Σταθερό και αναπαραγώγιμο δυναμικό: Το κορεσμένο διάλυμα KCL εξασφαλίζει μια συγκέντρωση σταθερού χλωριούχου ιόντων, οδηγώντας σε σταθερό και προβλέψιμο δυναμικό.
* Εύκολο στη δημιουργία και τη διατήρηση: Τα ηλεκτρόδια Calomel είναι σχετικά απλά για να κατασκευαστούν και να απαιτούν ελάχιστη συντήρηση.
* κατάλληλο για διάφορες εφαρμογές: Χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτροχημεία, ειδικά για τη μέτρηση του ρΗ, της ποτενσιομετρίας και άλλων ηλεκτροχημικών μετρήσεων.
Μειονεκτήματα:
* Περιορισμένη περιοχή θερμοκρασίας: Η διαλυτότητα της KCL αλλάζει με θερμοκρασία, επηρεάζοντας το δυναμικό ηλεκτροδίου.
* δυναμικό για μόλυνση: Η πάστα Calomel μπορεί να μολυνθεί με άλλα μέταλλα, οδηγώντας σε σφάλματα στη μέτρηση.
* εύθραυστο σχέδιο: Ο γυάλινος σωλήνας μπορεί να είναι εύθραυστος και ευαίσθητος στη θραύση.
Συνολικά, το ηλεκτρόδιο Calomel είναι ένα αξιόπιστο και ευρέως χρησιμοποιούμενο ηλεκτρόδιο αναφοράς στην ηλεκτροχημεία λόγω της σταθερότητας, της ευκολίας κατασκευής και της ευελιξίας.
