L'elettrodo di riferimento per il cloruro di mercurio è l'elettrodo a calomelano saturo (SCE).
Questo elettrodo è composto da una pasta solida di mercurio e cloruro di mercurio(I) (Hg2Cl2) in una soluzione satura di cloruro di potassio (KCl).
L'SCE è noto per la sua stabilità e robustezza.
Tuttavia, contiene mercurio, il che ne limita l'uso in alcune applicazioni a causa di problemi ambientali e di sicurezza.
4 Punti chiave spiegati
Composizione e struttura dell'SCE
Componenti: L'SCE è costituito da un elettrodo di mercurio (Hg) rivestito da uno strato di cloruro di mercurio (I) (Hg2Cl2), noto anche come calomelano. Questo è immerso in una soluzione satura di cloruro di potassio (KCl).
Soluzione satura: La soluzione di KCl viene mantenuta satura per garantire un'attività costante degli ioni cloruro, che stabilizza il potenziale dell'elettrodo.
Barriera porosa: L'elettrodo è tipicamente alloggiato in un tubo con una barriera porosa o ponte salino che consente lo scambio di ioni cloruro e completa il circuito elettrico.
Reazione elettrochimica
Reazione redox: La reazione a metà cella coinvolta nella SCE è: [ 12Hg_2Cl_2(s) + e^- \rightleftharpoons Hg(l) + Cl^-(aq) ]. Questa reazione mostra l'equilibrio tra il calomelano solido, il mercurio elementare e gli ioni cloruro nella soluzione acquosa.
Potenziale di stabilità
Potenziale di riferimento: L'SCE ha un potenziale standard di +0,241 V rispetto all'elettrodo standard per l'idrogeno (SHE). Questo potenziale rimane relativamente stabile grazie alla soluzione satura di KCl, che mantiene costante l'attività degli ioni cloruro.
Vantaggi: La stabilità dell'SCE lo rende un elettrodo di riferimento affidabile per molte misure elettrochimiche. È meno sensibile alle variazioni di temperatura rispetto ad altri elettrodi di riferimento.
Applicazioni e limitazioni
Usi comuni: L'SCE è stato ampiamente utilizzato in varie applicazioni elettrochimiche, tra cui misure di pH, misure di potenziale redox e altre applicazioni di chimica analitica.
Problemi ambientali e di sicurezza: A causa della presenza di mercurio, l'uso dell'SCE è limitato in alcuni campi come l'analisi di alimenti e bevande, gli studi ambientali e le applicazioni mediche. Per ridurre i rischi ambientali è necessario uno smaltimento e una manipolazione adeguati.
Opzioni alternative: L'elettrodo di cloruro d'argento (Ag/AgCl) è spesso preferito come alternativa all'SCE, soprattutto nelle applicazioni in cui il mercurio non è ammesso.
Manutenzione e manipolazione
Elettrodi preriempiti: Gli SCE commerciali sono in genere pre-riempiti con soluzione satura di KCl per garantire che l'elettrodo rimanga umido e funzionale.
Foro di riempimento sigillato: Il foro di riempimento è sigillato per evitare perdite durante lo stoccaggio e il trasporto. Deve essere aperto prima dell'uso per consentire all'elettrolita di fluire liberamente e mantenere la giunzione liquida.
Mantenere umida la giunzione liquida: La giunzione liquida, dove l'elettrolita entra in contatto con il campione, deve essere mantenuta umida per garantire letture accurate e stabili.
In sintesi, l'elettrodo di calomelano saturo (SCE) è un elettrodo di riferimento robusto e stabile composto da mercurio e cloruro di mercurio(I) in una soluzione satura di cloruro di potassio.
Sebbene offra un'eccellente stabilità e affidabilità, il suo utilizzo è limitato dalle preoccupazioni ambientali e di sicurezza associate al mercurio.
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