Vertailuelektrodi - Reference electrode


Vetyelektrodien vakiomalli: 1) platinoitu platinaelektrodi,
2) vetykaasu,
3) happoliuos, jonka aktiivisuus on H + = 1 mol/l,
4) hydroseal happi-häiriöiden estämiseksi,
5) säiliö, jonka kautta toinen puoli galvaanisen kennon elementti tulee kiinnittää. Liitäntä voi olla suora, kapean putken läpi sekoittumisen vähentämiseksi tai suolasillan kautta , riippuen toisesta elektrodista ja liuoksesta. Tämä luo ionisesti johtavan polun kiinnostuksen kohteena olevaan elektrodiin.

Viite elektrodi on elektrodi , joka on vakaa ja hyvin tunnettuja elektrodin potentiaali . Elektrodipotentiaalin korkea vakaus saavutetaan yleensä käyttämällä redoksijärjestelmää , jossa on vakio (puskuroitu tai tyydyttynyt) pitoisuuksia jokaista redoksireaktion osallistujaa.

Vertailuelektrodeja käytetään monella tavalla. Yksinkertaisin on, kun referenssielektrodi käytetään puoli-solu rakentaa sähkökemialliseen kennoon . Tämä mahdollistaa toisen puolisolun potentiaalin määrittämisen. Tarkkaa ja käytännöllistä menetelmää elektrodin potentiaalin mittaamiseksi eristettynä ( absoluuttinen elektrodipotentiaali ) ei ole vielä kehitetty.

Vesipitoiset vertailuelektrodit

Yleiset vertailuelektrodit ja potentiaali standardivetyelektrodin (SHE) suhteen:

Cu-Cu (II) -referenssielektrodi
Ag-AgCl-vertailuelektrodi

Vedettömät vertailuelektrodit

Vaikka on kätevää verrata liuottimia eri järjestelmien laadulliseen vertailuun, tällä ei ole määrällistä merkitystä. Paljon kuin pK a liittyvät liuottimien välille, mutta eivät ole samat, kuten E °: n tapauksessa. Vaikka SHE saattaa vaikuttaa järkevältä vedettömille töille, koska käy ilmi, että platina myrkyy nopeasti monilla liuottimilla, mukaan lukien asetonitriili, mikä aiheuttaa hallitsemattomia potentiaalivirtoja. Sekä SCE että tyydytetty Ag/AgCl ovat vesipitoisia elektrodeja, jotka perustuvat tyydyttyneeseen vesiliuokseen. Vaikka lyhyitä aikoja voi olla mahdollista käyttää tällaisia ​​vesielektrodeja viitteinä vedettömien liuosten kanssa, pitkän aikavälin tulokset eivät ole luotettavia. Vesipitoisten elektrodien käyttö tuo soluun määrittelemättömät, vaihtelevat ja mittaamattomat liitospotentiaalit neste-neste-liitoksen muodossa sekä erilaisen ionikoostumuksen vertailulokeron ja muun kennon välillä. Paras argumentti vesipitoisten vertailuelektrodien käyttöä ei -vesisysteemien kanssa, kuten aiemmin mainittiin, on se, että eri liuottimissa mitatut potentiaalit eivät ole suoraan vertailukelpoisia. Esimerkiksi Fc 0/+ -parin potentiaali on herkkä liuottimelle.

Liuotin Kaava E 1/2 (V)
(FeCp 2 0/+ vs. SCE,
0,1 M NBu 4 PF 6 298 K: ssa)
Asetonitriili CH 3 CN 0,40, 0,382
Dikloorimetaani CH 2 Cl 2 0,46, 0,475
Tetrahydrofuraani THF 0,56, 0,547
Dimetyyliformamidi DMF 0,45, 0,470
Asetoni (CH 3 ) 2 C = O 0,48
Dimetyylisulfoksidi DMSO 0,435
Dimetyylieetteri DME 0,51, 0,580

Lähes referenssielektrodi ( QRE ) vältetään edellä mainittujen seikkojen. QRE kanssa ferroseeni tai toisen sisäisen standardin , kuten cobaltocene tai decamethylferrocene , viitataan takaisin ferroseeni sopii vedetöntä työtä. 1960 -luvun alusta lähtien ferroseeni on saanut hyväksynnän vedettömän työn standardireferenssiksi useista syistä, ja vuonna 1984 IUPAC suositteli ferroseeniä (II/III) vakio -redoksipariksi. QRE -elektrodin valmistelu on yksinkertaista, joten jokaisesta koesarjasta voidaan valmistaa uusi viite. Koska QRE: t valmistetaan tuoreina, ei myöskään ole huolta elektrodin virheellisestä säilytyksestä tai huollosta. QRE: t ovat myös edullisempia kuin muut vertailuelektrodit.

Kvasi-vertailuelektrodin (QRE) tekeminen:

  1. Aseta hopealanka pala väkevöityyn HCl-liuokseen ja anna langan kuivua nukkaamattomalla puhdistusliinalla. Tämä muodostaa liukenemattoman AgCl -kerroksen elektrodin pinnalle ja antaa sinulle Ag/AgCl -langan. Toista kastelu muutaman kuukauden välein tai jos QRE alkaa ajautua.
  2. Hanki Vycor -lasifritti (halkaisija 4 mm) ja saman kokoiset lasiputket . Kiinnitä Vycor -lasisylinteri lasiputkeen lämpökutistuvalla teflonletkulla.
  3. Huuhtele ja täytä sitten puhdas lasiputki tukielektrolyyttiliuoksella ja aseta Ag/AgCl -lanka.
  4. Ferroseeni (II / III) parin tulisi olla noin 400 mV tämä Ag / AgCI QRE asetonitriili liuokseen. Tämä potentiaali vaihtelee jopa 200 mV tietyissä määrittelemättömissä olosuhteissa, joten sisäisen standardin, kuten ferroteenin, lisääminen jossain vaiheessa kokeen aikana on aina tarpeen.

Pseudo -vertailuelektrodit

Pseudo -vertailuelektrodi on termi, joka ei ole hyvin määritelty ja jolla on useita merkityksiä, koska pseudo ja kvasi käytetään usein keskenään. Ne ovat luokka elektrodeja, joita kutsutaan pseudo-vertailuelektrodeiksi, koska niillä ei ole vakiopotentiaalia, mutta ne vaihtelevat ennustettavasti olosuhteiden mukaan. Jos olosuhteet ovat tiedossa, potentiaali voidaan laskea ja elektrodia voidaan käyttää vertailukohtana. Useimmat elektrodit toimivat rajoitetuissa olosuhteissa, kuten pH: ssa tai lämpötilassa, tämän alueen ulkopuolella elektrodien käyttäytyminen muuttuu arvaamattomaksi. Pseudo-vertailuelektrodin etuna on, että tuloksena oleva vaihtelu otetaan huomioon järjestelmään, jolloin tutkijat voivat tutkia järjestelmiä tarkasti monenlaisissa olosuhteissa.

Yttria-stabiloituja zirkoniumoksidielektrodeja ( YSZ ) kehitettiin erilaisilla redoksiparilla, esim. Ni/NiO. Niiden potentiaali riippuu pH: sta. Kun pH -arvo on tiedossa, näitä elektrodeja voidaan käyttää vertailukohteena huomattaviin sovelluksiin korkeissa lämpötiloissa.

Katso myös

Viitteet

Lue lisää

  1. ^ "Vertailuelektrodit" . NACE International . Haettu 2020-06-29 .