Negli esperimenti elettrochimici, l'elettrodo di riferimento è fondamentale. Fornisce un potenziale stabile e noto rispetto al quale è possibile misurare il potenziale di altri elettrodi. L'elettrodo di riferimento più comunemente utilizzato è l'elettrodo standard a idrogeno (SHE). Tuttavia, sono disponibili diversi altri tipi per applicazioni specifiche.
4 tipi principali di elettrodi di riferimento e il loro ruolo negli esperimenti elettrochimici
Definizione di elettrodo di riferimento
Un elettrodo di riferimento è un elettrodo il cui potenziale è fissato arbitrariamente o è esattamente noto a una determinata temperatura costante. Serve come punto di riferimento stabile per misurare il potenziale di altri elettrodi.
Importanza e uso degli elettrodi di riferimento
Nelle celle elettrochimiche, un elettrodo di riferimento viene utilizzato insieme a un elettrodo di lavoro per misurare la forza elettromotrice (f.e.m.) della cella. Conoscendo la f.e.m. e il potenziale dell'elettrodo di riferimento, è possibile determinare con precisione il potenziale dell'elettrodo di lavoro.
Tipi di elettrodi di riferimento comuni
Elettrodo standard a idrogeno (SHE): Definito come un elettrodo in cui l'idrogeno gassoso puro e secco viene fatto gorgogliare a 1 pressione atmosferica e 298 K su una lamina di platino platinizzata attraverso una soluzione contenente ioni H+ ad attività unitaria.
Elettrodo a calomelano saturo (SCE): Un altro elettrodo di riferimento comunemente usato, noto per la sua stabilità e facilità di preparazione.
Elettrodo d'argento/cloruro d'argento: Spesso utilizzato in soluzioni acquose, è noto per la sua affidabilità e il suo basso costo.
Elettrodo rame/solfato di rame: Utilizzato in ambienti specifici, in particolare negli studi sul suolo e sull'acqua.
Caratteristiche di un buon elettrodo di riferimento
Un buon elettrodo di riferimento deve mantenere un potenziale costante durante il test, con un flusso di corrente minimo o nullo. Dovrebbe anche essere "ben posizionato", il che significa che anche se scorre una certa corrente, questa non influisce in modo significativo sul potenziale.
Setup sperimentale con elettrodo di riferimento
In una tipica configurazione elettrochimica, l'elettrodo di riferimento viene utilizzato insieme a un elettrodo di lavoro e a un elettrodo ausiliario per completare il circuito della cella. Il potenziale dell'elettrodo di lavoro viene misurato rispetto all'elettrodo di riferimento.
Classificazione degli elettrodi di riferimento
Gli elettrodi di riferimento possono essere classificati in vari tipi in base alla loro costruzione e al mezzo in cui vengono utilizzati, come elettrodi acquosi, a calomelano, non acquosi e costruiti su misura.
La comprensione del ruolo e dei tipi di elettrodi di riferimento è essenziale per chiunque sia coinvolto in esperimenti elettrochimici. L'accuratezza e l'affidabilità delle misure dipendono fortemente dalla scelta e dall'uso corretto dell'elettrodo di riferimento.
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