potencjo, Technologia chemiczna, Chemia analityczna, Laboratorium
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Elektroda, półogniwo, układ składajšcy się z np. metalu (M) zanurzonego do roztworu elektrolituNa elektrodzie podczas elektrolizy zachodzš procesy utleniania(anoda)lub redukcji(katoda).W ogniwach elektrochemicznych katoda jest elektrodš dodatniš.Pomiędzy fazš stałš elektrody a cieczš ustala się równowaga M0/Mn++ne której efektem jest potencjał wyrażony równaniem Nernstan liczba el.bior udział w reakcji elektrodowejMn+ jony metalu obecne w roztworzeM0 metal zanurzony do roztworuWszystkie elektrody można podzielić na elektrody wskanikowe i porównawcze. Inny podział uwzględnia budowę i mechanizm działania, obejmuje on:elektrody pierwszego rodzaju-elektroda zbudowana z metalu będšcego w równowadze z roztworem, zawierajšcym jony tego metalu; np. elektroda srebrowa.elektrody drugiego rodzaju-elektroda zbudowana z metalu pokrytego warstwš jego trudno rozpuszczalnej soli. Potencjał tej elektrody zależy od stężenia w roztworze anionu tej soli; np. elektroda chlorosrebrowa, kalomelowa.elektrody trzeciego rodzaju-elektroda zbudowana z metalu pokrytego cienkš warstewkš trudno rozpuszczalnej soli tego metalu zawierajšcš jeszcze drugi kation, który ze wspólnym anionem tworzy sól łatwiej rozpuszczalnš. Potencjał tego półogniwa zależy od stężenia w roztworze drugiego kationu; np. dla elektrody Pb/PbC2O4/Ca C2O4/Ca2+ od jonów Ca2+.elektrody utleniajšco-redukujšce (redoks)-elektroda zbudowana z obojętnego chemicznie metalu (np.Pt), zanurzonego w roztworze zawierajšcym substancję w postaci utlenionej i zredukowanej (np. Fe2+ i Fe3+). Potencjał takiej elektrody zależy od stosunku stężeń obu postaci.elektrody jonoselektywne (membranowe) należš tu elektrody z membranami stałymi, ciekłymi oraz elektrody gazowe i enzymatyczne. Do tego typu elektrod należy m.in. elektroda szklana. elektroda wykonana najczęciej z drutu platynowego umieszczonego w rurce szklanej, zaopatrzonej na końcu w selektywnš membranę, wykonanš z odpowiedniego wymieniacza jonowego lub kryształu jonowego, w której w danych warunkach tylko jeden rodzaj jonów jest ruchliwy i może przenikać do wnętrza rurki wypełnionego odpowiednim roztworem.Elektrody jonoselektywne służš do wybiórczego oznaczania aktywnoci kationów i anionów.Elektroda szklana, najbardziej popularna elektroda jonoselektywna, służšca do pomiaru pH roztworu. Membrana (w kształcie kulistej bańki) wykonana jest z odpowiedniego szkła przenikalnego tylko dla jonów hydroniowych.Wewnštrz bańki szklanej znajduje się roztwór o okrelonej aktywnoci tych jonów, do którego wprowadzona jest elektroda kalomelowa lub chlorosrebrowa, spełniajšca rolę kontaktu elektrycznego. Stosunek aktywnoci jonów wodorowych po obydwu stronach bańki szklanej (okrelony poprzez pomiar siły elektromotorycznej) pozwala wyznaczyć pH roztworu.Elektroda szklana jest odporna na działanie metali ciężkich, utleniaczy i reduktorów, może być także stosowana w roztworach niewodnych.Elektrody wskanikowe, elektrody których potencjał ulega zmianie wraz ze zmianš stężenia jonów w roztworze. Do elektrod wskanikowych należš:elektroda srebrowa drut srebrny w rurce szklanej,elektroda platynowa drut platynowy zanurzony w roztworze zawierajšcym układ redoks,elektroda szklana elektrodę tę można stosować w obecnoci utleniaczy lub reduktorów,elektroda antymonowa drut antymonowy w rurce szklanej, pokryty warstwš tlenku antymonu(III). Potencjał tej elektrody zależy od stężenia jonów wodorowych w roztworze,inne elektrody jonoselektywne.Elektrody porównawcze, elektrody odniesienia, elektrody których potencjał nie ulega zmianie wraz ze zmianš stężenia jonów w roztworze. Do elektrod porównawczych należš:elektroda wodorowa-H+/H2, Pt, blaszka platynowa pokryta czerniš platynowš, zanurzona do roztworu jonów wodorowych i opłukiwana gazowym wodorem. Standardowy potencjał elektrody wodorowej przyjęto umownie za równy zerunasycona elektroda kalomelowa-elektroda porównawcza, zbudowana z warstwy rtęci (Hg) pokrytej warstwš pasty o składzie Hg, Hg2Cl2 oraz nasyconym roztworem KCl i kryształkami KCl. Rtęć styka się z roztworem w którym stężenie jonów rtęci(I) jest stałe. Potencjał elektrody zależy od stężenia jonów chlorkowych, a w roztworze nasyconym KCl jest ono stałe.elektroda chlorosrebrowa-drut srebrny powleczony warstwš AgCl reagujšcy na ob Cl-w rrze
[ Pobierz całość w formacie PDF ]