6
f*ut Ctz46tF/ft&e €t&f,ZztzlL0 p, Electrodul care are at":l' $i Pa':latrn se numegte electrad normal de ztd.rogen,are potenliilrrf "g.l Gu zero 9i este utilizat drept electrod de referin![' Electrozi de sPecta a doun sunt formali dina-un metal pur {Perit. cu un strat subtrire dintr-o combinali* irrroi,t#;;fu"t,ri lr*", 9yilyu hidroxid), W; introdus intr-o soiulie care conline anion comun cu combinalia gfeu soiubilE" A'-' -- 'nea"1iu d* Ll*"ttod la eehilibru este descris[ de ecuafia: 1r74+7e *'M+Az' i*, "*pt"sia potenfiaiului de echilibru este: RT ,,. n (13) €" = €o-fi,loo^r" reialie rezultatf din ecualia generali a potenlialului de echilibru pentrr care s-a consid eral au =!, ow =1 ' se observa c[ potenfialele de echilibru ale acestor erectrozi depind numai de activitatea anionilor din solulia de electrolil Exemple dr electrozi de specia a II-a. sunt: electrodul de calomel (Ftg/ggrctr,u, ci1, J:rg"d*je clor,:ra de argint (Ag/AgCtG), cl), electrodul de suifat *"."*t ( Hg/l{gzSOa(r1"SOa) etc' Electrodul de calomel Este forrrat dintr-rrn electrod de mercur in contact cu o solulie de Kcl a c[rei *oo"*rrO.1ie poate fi 0,1n, ln, sau sat*rat6- Contact'l cu exteriorul se rczlizeazdpril int"t*ediul unei s6:sre de platini izolati intr-un tub de sticli' Reaclia redox ce are loc este urm6toarea: 2Hg+2Cl-eHg2CI2+2e- poienlialul rneicurului rnetalic in raport cu solulia depinde de concentralia ionilor f/gl. din solufie, cale provin din caiomeiul dizolvat.

clasificarea electrozilor

  • Upload
    mituss1

  • View
    337

  • Download
    3

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: clasificarea electrozilor

f*ut€

Ctz46tF/ft&e €t&f,ZztzlL0 p,

Electrodul care are at":l' $i Pa':latrn se numegte electrad normal de

ztd.rogen,are potenliilrrf "g.l Gu zero 9i este utilizat drept electrod de referin!['

Electrozi de sPecta a doun

sunt formali dina-un metal pur {Perit. cu un strat subtrire dintr-o

combinali* irrroi,t#;;fu"t,ri lr*", 9yilyu hidroxid), W; introdus intr-o

soiulie care conline anion comun cu combinalia gfeu soiubilE" A'-'-- 'nea"1iu d* Ll*"ttod la eehilibru este descris[ de ecuafia:

1r74+7e *'M+Az'i*,

"*pt"sia potenfiaiului de echilibru este:

RT ,,. n (13)€" = €o-fi,loo^r"

reialie rezultatf din ecualia generali a potenlialului de echilibru pentrr care

s-a consid eral au =!, ow =1 '

se observa c[ potenfialele de echilibru ale acestor erectrozi depind numai

de activitatea anionilor din solulia de electrolil

Exemple dr electrozi de specia a II-a. sunt: electrodul de calomel

(Ftg/ggrctr,u, ci1, J:rg"d*je clor,:ra de argint (Ag/AgCtG), cl), electrodul

de suifat *"."*t ( Hg/l{gzSOa(r1"SOa) etc'

Electrodul de calomelEste forrrat dintr-rrn electrod de mercur in contact cu o solulie de Kcl a

c[rei *oo"*rrO.1ie poate fi 0,1n, ln, sau sat*rat6- Contact'l cu exteriorul se

rczlizeazdpril int"t*ediul unei s6:sre de platini izolati intr-un tub de sticli'

Reaclia redox ce are loc este urm6toarea:

2Hg+2Cl-eHg2CI2+2e-poienlialul rneicurului rnetalic in raport cu solulia depinde de concentralia

ionilor f/gl. din solufie, cale provin din caiomeiul dizolvat.

Page 2: clasificarea electrozilor

€ = €o+#ho"r;\ (14)

concentralia ionilor de mercur (rrs;-) depinde ins6 de concentralia ionilor

de clor, Cl- provenif a€t di]} d*elul dizolvat cit mai ales din KCt prezent6 i*

solu1ie. Aceast' dependenti este hot'riti de clorura mercuroas' care este o sare

greu solubttu. trlui":J;;;"diii*" al calomelului Ps' s€ poate scrie:

deci oor, =& (i5)

(o.. )'Prinurmarepotenliaiulelectroduluidecalomelr'afi:

€=ro.#"i*sau 8*so-o,o59lga*

(16)

(17)

Acegti electrozi sunt, de reguli, electrozi cu potenfiale foarte stabile gi bine

definite, greu polarizabili, ugor dr'"orrrt oit.{ lnane"raq ceea ce face si fie

foiosili ca etectrozi de referinle (;; comparali"; i" determinErile experirnentale

;;;;Lgalelor de electrod' - ,.-LElemental rnrmal weston, se colnplrne di"g{- vas din sticll in form6 de

H. in parrea iof*io** a vasului se gesesc doua-sirrqp U:t]*U::dt* in sticlf,'

Unul din bralele vasului are la n*a un strat de 1 cm mersur' iar deasupra un

strat de 1 cm HgrSO; pur, solid, asestecat cu mercur 9i cu cflteva picitr:ri de

sorulie sarurat5 i* casbutnHro..Acesr bra! este polul pozitiv ar pilei- Al doilea

bral care inaeplinegte rolul d1 lol ne-gativ, este umplut cu un strai de 1cm

*rrg"* de cadmiu(l parte cadmiu qi 7 par,ti mercw).

Ca electrolit se folosegte o solulie saturatl de sulfat de cadmiu' h care se

g6sesc cristale de aceeagi sare. Cu aceasti solulie se umple vasul l6sfind sub

dopuri c6te o bull de aer, pentru a feri pila de o eventual[ deteriorare sub

u"1iurr"u variafiilor de temperaturE-

Elenent*l nomral wiston este o combinalie de doi elec-trozi de trp I gi r[ cu

urmltorul 1an! eiectrochimic:

( +) H s/H s zS o /C dS o / Cd'(')

Reaclia electrochimici ce are ioc este urmitoarea:

Cd+Hg2SOa*-CdSOu+ ZHg

T.e.m. este independenti de concentralia ionilor SOf-, axe o valoare

invariabili "gJa su'1.01g30v la za oc, perfect reproductibild- La alte

temperaturit.e-m.poate'fideterminatlcureialia:

Page 3: clasificarea electrozilor

E: I ,0 183A-4,06' l Cs p'zQ-rrs;t !' 1*zos' .11 I.r:{0:1!).3 .

(18)

fl-j#;:il;:,i":J;'#;. E,t" considerat erement eralon avdnd valori

reproductibile 9i bine determinate ale t'e'm'

1 i- no(. ,r"i C| SOq: ,:i

I

.-|_ -l

i. ---1ftJs'ti _lrro #*d

itrilr

l'.L'

PrezintS importanp la determinarea concentrafei ionilor- metalelor ce

reaclioneaza ugoi cu apa qi {eci nu pot fi utilizali'ca electrozi de ordinul I

(calcirl bariu). Acegti "r""tg"i sunt formafi dintr-un metal' cafe prin intermediul

a doul "o*uiou!i";; ,ot ruitr sunt reversibili eu cationul unui alt metal'

Astfel, un electrod iversibil cu iorrul de calcirl Poate fi format din urmltorul

lan! electrochimic:

(-)Zn/ ZnC 2O a6/ CaC2Oa6/ CaClZ 66"eia$ )

in care:

Zn - este metalul eieefoduluiTnCzO+- sarea sa greu solubiliCaC2oa1., - ,*u leu solubili a anionului primei combinafii greu solubile,

cu cationul unrrlrit;-- ;;td Cacr=t - cationul cu care electrodul trebuie s6 fie reversibil;

Potenlialul electrodului va fi':

^ RT.€2,= ti,*fi^or,,*Echilibrele ionice conduc la rela$ile:

Dfe ol'z'cP1

Qor, =T---Vl"n''"t',l

qi

(1e)

(20)

Page 4: clasificarea electrozilor

Psrs*p, (21)ott*)1- =[..

unde Psr gi P52 sunt produsele de solubilitate ale cele doul s5ruri' Deci

trebuie sE se starit-easc_a un echilibru intre cele doul s[nrri greu sohrrbile p

activitatea ionilor de Caz*'

Din cele trei reialii de mai sus se obline:

Termenul e| cuprind" toli terrnenii constanli

Electrodul se comporti ca un electrod de calciu care este reversibil fo *Pgtt

", ioiliiCuriEfpou* fi utilizat deci la determinarea activitiigi ionilor de Ca2*-

Electrozi de ordinul Patnt

Sunt constituigi dintr-un electrod metalic inert introdus intr-o solu{ie ce

conline ioni cu trepte de oxidare diferite. Procesul de oxido-reducere are loc pe

supiafala metalicl a electrodului care nu ia parte direct la reaclie ci indeplinegte

rolul de conducbtor de curentCa metal inert cel mai des se folosegte Pt 9i mai rar Au. sistemul redox

poate fi un amestec de Fe2*-Fe*, Ce3*-Cel*,,Sn2*-,Sn4* sau chinona pi

hidrochinona (numit chinhidron6).intre'i,onii, in cele dou[ trepte de oxidare se stabilesc urmItoarele echilibre:

F3***Fe3* +ie-Srz2***Sleo*+2"Cei***Cea* +e'Potenliaiul de eiectrod se calculeaz[ dupE reia{ia:

E^=€ll#^*

dar Z:?, deci:

€,n=al,*#*e-#tna*,.

" Rr.€2, = €L*fr^orp

5 = €u 1{I6 oo"

ZF Q,,."d

(?2)

(23)

(24)

(2s)

Page 5: clasificarea electrozilor

Acegti electrozi se comport6 ca electrozi reversibili, atit timp cat exist[ ioni

ln stare oxidat6 aldthi de ioni tn stare redusd'

Electrodul de chinhidrond

Este format dintr-o placi de sau fir de platin[ scufirndat intr-o soluliesaturat6 de chinhidrond (combinafie de chinon6 9i hidroehinoni).

Pe suprafala ptatinei se stabilegte echilibrul electrochimic:

determinind un potenf,al exprimx prin ecuafia:

s = 0, 6994 + 0, 059ig[H.] = 0,6994-0,Q59 pH

Ho <>- oH

-{*tt'rfr-},;,.*;

Q6)

Electrodul este reversibil in raport cu ionii de hidrogen, utilizAndu-se ladeterminarea pH-ului. Realizarea practic1 este foarte simpli: in solufia de

cercetat se presar5. citeva centigrame de chinhidronE, dupE care se introduceeiectrodul de platind lucioas6 sau de aur. Elecfiodul de chinhidronE se poateutiliza mai avantajos decdt electodul de hidrogen, fiind afectat de mai pulinesurse de erori. Domeniul de pH in care se poate utiliza este mai restdns (pI+.8).

Electrozi cu membrand

Electrozii cu membranfl sunt sisteme electrochimice in care o membraniselectivE separ[ doui soiulii de electroli$ ?ntre care se stabilegte o diferenlE depotenlial elecFic, datorit5 diferenlei de activitate a unui ion comun aflat deambele parfi ale membranei. Attrnci c6nd concenhafia ionului respectiv dintr-oparte a rnembranei se mengine constantf,, potenlialul electrodului va depinde deactivitatea ionului de cealaltd parte. Cei mai cunoscuti sunt electozii specificipentru ionii de Ff.

!"

Electrodul de sticld

Membrana de sticld in contact cu solqii apoase prezintl r:n potenfial care infuncfie de compozitia sticlei variaz6 cu activitstea unor ioni cu care este incontact. Cei dintAi construiti gi utiiizafi au fost elecfrozii ce indicd varia.tii aleconcentrafiei ionilor de Ff, dar progresele recente in tehnologia sticiei girezolvarea teoreticd a relaliei t.e.m.- compozi,rie au dus la elaborarea unoreiectrozi de stic.16 ce prezintd specificitate gi fa!5 de alli cationi.

Page 6: clasificarea electrozilor

Elec*odul de sticld indtcator de pH

Este confec$onat dintr-o sticli de compozi$e special5 gi are forma unui

balonag cu per4ii subfiri. Balonagul confine o solulie o solulie cu pH constant

(eventual cunoscut) gi se introduce in solufia de pH necunoscut.pentru a cietermina diferenla de potenfial dintre ceie dou[ f"!* ale

membranei de sticid, in bastona$ se fixeaz6 un ehctrod de referin!5, de obicei de

calomel sau clorure de argint, iar un alt electrod de referinti se ageaz6 in solulia

exteri oar6" Sistemul corespunde urmdtoarei pile galvanice :

rf I ltn

'-1 Il- o"

tmembrana de sticl5

Poten$alul electrodului este determinat de activitatea ionilor de }f dihambele pa4i ale membranei pe baza relaliei lui Nernst.

Q7)

(28)pId $H-ul soiugiei din interior) fiind constant, func$a de pH a electrodului

va fi: E: K- 0,059 pH, (29)Valoarea iui K depinde de pH*ul sol4iei interne , de electrodul de referinfE

folosit.Electrodul se comporti. ca un electrod reversibil fa"t6 de ionii de hidrogen,

potenlialul lui variind liniar dar numai ?n domeniul valorilor de pH intre 6,5-8.

t = Eu%= c.o59q 4H"

F e*, - aH,

E:A,}59(pHAH)

=1 i lf:--ii.