Operação de eletrodo de calomel, características, usa

Ele Eletrodo de calomel O Calomelanes é um eletrodo secundário que permite determinar os potenciais semi -vida, graças à reação que ocorre entre Mercúrio e Mercúrio Cloreto (I), HG₂Cl₂, Anteriormente conhecido como Calomel. Ambos os reagentes, HG e HG₂Cl₂, Eles ganham ou perdem elétrons, dependendo do meio em que o eletrodo está imerso.

Normalmente abreviado como CE, esse eletrodo substitui muitas medidas ao eletrodo de hidrogênio padrão (She), pois é mais fácil de construir e menos arriscado de manipular (apesar de ter mercúrio). Dentro dele contém uma solução KCl como meio eletrolítico para fluxo de elétrons.

Eletrodo de calomel em medição completa. Fonte: Chandrajit Karmakar, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

O eletrodo de calomel pode ter variantes diferentes, dependendo do seu tamanho, ou mais importante, da concentração de KCl. Quando a solução KCL é saturada, falamos sobre um electro do calomel de Saturado (ESC). O ESC é mais fácil de preparar do que a CE, mas mais sensível às mudanças de temperatura.

O uso deste eletrodo permitiu determinar os potenciais semi -vida de inúmeras reações redox. É também um dispositivo recorrente em determinações potenciométricas, que buscam saber a quantidade de analito, dependendo da célula e potencial medido.

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Funcionamento

Para que o eletrodo de Calomel funcione, o par HG-HG₂Cl₂ Você deve reagir, seja ganhando ou perdendo elétrons.

Catódico

Quando a redução ou ganho de elétrons ocorre dentro do eletrodo de calomel, temos as seguintes reações:

Hg₂Cl₂ → Hg₂²⁺  +  2cl^-  (Ionizacao)

Hg₂²⁺  +  2e^-  → 2hg (redução)

Hg₂Cl₂  +  2e^-  → 2hg +2cl^-   (Reação líquida)

Pode atendê -lo: reação exotérmica

Portanto, o HG₂Cl₂ Ganhe elétrons reduzindo o mercúrio metálico.

O potencial e do eletrodo quando a redução ocorre é dada pela equação:

E = eº - 0.0591 LOG [CL^-]

Onde é observado que depende exclusivamente da concentração dos íons cl^-, sendo o potencial de redução padrão para esse eletrodo medido na frente do eletrodo de hidrogênio padrão.

Anódico

Dentro do eletrodo, também pode ocorrer um processo de oxidação:

2hg → hg₂²⁺  +  2e^-   (Oxidação)

Hg₂²⁺  +  2cl^-  → Hg₂Cl₂    (Precipitação)

2hg +2cl^-   → Hg₂Cl₂   +  2e^-   (Reação líquida)

Isto é, que Mercúrio oxida para gerar mais HG₂Cl₂.

O potencial e neste caso é dado por:

E = eº + 0.0591 LOG [CL^-]

E novamente, e depende de [cl^-].

Reação geral

A reação geral do eletrodo de Calomel é:

Hg₂Cl₂(s) + 2e^- 2HG (L) + 2Cl^-

O senso de equilíbrio dependerá do meio onde o eletrodo está em contato. O cl^- Determine a solubilidade de HG₂Cl₂, que por sua vez tem um impacto na formação ou oxidação do HG.

E o potencial determinado para uma concentração especificada de íons cl^- Será igual a:

E_calomel = E_grade - E_boi

Sendo e_calomel O potencial que é relatado como uma referência em certas tabelas em potencial.

Características do eletrodo de calomel

Representação do semi

A semi -borda do eletrodo Calomel pode ser representada da seguinte maneira:

Pt | Hg | Hg₂Cl₂| Cl^- (XM)

Onde apenas a concentração de íons cl^-, expresso em molaridade ou normalidade. O potencial E do eletrodo varia se estiver preenchido com soluções de diferentes concentrações de KCl.

Por exemplo, um CE com KCl 0.1 m tem um e igual a 0.3356 V a 25 ° C; Enquanto o ESC, com KCl saturado, tem um e igual a 0.2444 V na mesma temperatura.

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Portanto, a concentração de KCl é a característica mais importante dos eletrodos de calomel, pois indicará o que usar quando os cálculos das medições potenciométricas forem realizadas.

Comercialmente, três tipos de eletrodos de calomel são alcançados: Saturados (ESC), o décimo nono (0.1 N ou 0.1 m kcl) e o normal (1 n ou 1 m kcl). Um eletrodo de Calomel 1 M KCl seria representado como:

Pt | Hg | Hg₂Cl₂| Cl^- (1 m)

Festas

Peças de eletrodo de calomel. Fonte: Bachi-Bouzou, CC0, via Wikimedia Commons

Na imagem superior, mostramos as partes principais de um eletrodo de calomel comum. É feito de vidro e consiste em dois recipientes: um externo, que é colocado em contato eletroquímico com o meio das medições e contém a solução KCL; E um interno, onde a mistura HG-HG repousa₂Cl₂.

Internamente, o eletrodo Calomel contém mercúrio líquido, no qual uma pasta HG é aderida₂Cl₂ umedecido com mercúrio. Esta é a fase mais ativa do eletrodo. O vidro poroso é usado para permitir apenas a entrada ou saída dos íons cl^-, Mas não os cristais de HG₂Cl₂ Ou Mercury cai.

Um cabo de platina, onde os elétrons fluem, é submerso em mercúrio e é responsável por conectar o eletrodo com o voltímetro e o circuito externo em questão.

Através do orifício de enchimento, a solução KCl é derramada, que contém desenrolos de sal dissolvido. Enquanto isso, na parte inferior do eletrodo, temos uma abertura muito pequena em um vidro poroso, que entra em contato direto com o meio de medições. O objetivo do vidro poroso é permitir o contato sem trocas indesejáveis ​​de substâncias que contaminam o eletrodo ou a amostra.

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Vantagens

O eletrodo Calomel apresenta as seguintes vantagens em relação ao eletrodo de hidrogênio padrão:

-Fácil de construir e manipular

-Seu potencial celular permanece constante, mesmo que a água evapora

-Você não precisa de uma ponte salina

O ESC é o mais fácil de construir a partir de eletrodos de calomel, pois KCl é suficiente para se dissolver até que seus cristais sejam formados. Em seguida, a solução será saturada e pronta para derramar dentro do eletrodo.

Desvantagens

O eletrodo de Calomel, no entanto, apresenta as seguintes desvantagens:

-Ao conter mercúrio líquido, pode exercer um impacto negativo no meio ambiente

-Não pode ser usado para análises quantitativas em amostras com uma temperatura superior a 60 ºC, já que o HG₂Cl₂ começa a quebrar, fazendo com que as leituras de eletrodos falhem

O ESC também tem a desvantagem de que é muito sensível às mudanças de temperatura.

O eletrodo de prata prateado substituiu o calomel em muitas das determinações potenciométricas.

Formulários

O eletrodo de Calomel é um dos muitos eletrodos usados ​​diariamente em determinações potenciométricas, permitindo obter os potenciais semi -vida de analitos ou espécies de interesse.

Além disso, o eletrodo de calomel é usado em medições de pH e voltmetril cíclica.

Referências

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