Електроди та їх класифікація

1. Електродита їх класифікація

2. Класифікація електродів Електроди І роду Електроди ІІ роду Залежить від ДР • Окисно-відновні електроди: окиснена та відновлена форми - у розчині, матеріал електроду не бере участі у напівреакціях (наприклад, хінон-гідрохінонний електрод). • Газові електроди: окисненою або відновленою формою є молекула у газовій фазі, що дисоціативно адсорбується на інертному електроді (наприклад, водневий або хлорний електроди).

3. Класифікація електродів

4. Електроди I роду M | Mn+ ( ) при 298,15 K

5. Електроди I роду Pt (H2) | H+ ( ) || Mn+ ( ) | M 0,76 В H2 (газ) Анод Катод H+ Cl- Zn+2 SO4-2 1 M ZnSO4 1 M HCl

6. Амальгамні електроди Hg(M) | Mn+ Електродна реакція: Mn+ + ne−M0(Hg) Cd2+ + 2e−Cd(Hg)

7. Електроди II роду

8. Насичений каломельний електрод (SCE) Hg |Hg2Cl2 | Cl− Pt |Hg |Hg2Cl2 | Cl− Pt Електродна реакція: Hg2Cl2(тв) + 2e−2Hg0+ 2Cl- KCl Hg2Cl2 Hg Eo = 0,2412 B ± 10мВ відносно SHE

9. Хлорсрібний електрод Ag |AgCl | Cl− Електродна реакція: AgCl(тв) + e-Ag0(тв) + Cl− • Ag+ + e− Ag0(тв) • Ag+ + Cl− AgCl(тв) Eo = 0,230 B ± 10мВ відносно SHE

10. Окисно-відновні електроди Pt | M(n+m)+, Mn+ | Pt Електродна реакція: M(n+m)+ + me-Mn+ Ce4+ + e-Ce3+ Fe3+ + e-Fe2+

11. Хінгідронний електрод Pt | Q, HQ| Pt + 2H+ +2e- Хінгідрон Q·HQ Q + 2H+ +2e- HQ Eo = 0,699 Bвідносно SHE Використання електроду обмежується кислими та нейтральними розчинами

12. Фероценовий електрод Pt | Fc+, Fc| Pt + 0 III II + e- Fc+ + e- Fc Eo0,400 Bвідносно SHE в ацетонітрилі

13. Газові електроди

14. Газові електроди, оборотні по катіону Водневий електрод Pt|H2 | H+ Електродна реакція: H++ e−½H2

15. Газові електроди, оборотні по аніону Хлорний електрод Pt|Cl2 | Cl- Електродна реакція: ½Cl2+ e−Cl-

16. Стандартний (нормальний) водневий електрод (NHE) Pt|H2 | H+ Електродна реакція: H++ e−½H2

17. Стандартний (нормальний) водневий електрод (NHE) • Стандартний електрод порівняння для усіх інших електродів • Eº = 0 • º відповідає стандартному стану T = 25ºC, P = 1 атм, С = 1 моль/л.* H2 (газ) H+ Cl- 1 M HCl *віртуальний електрод

18. Скляний електрод 1 – скляна мембрана (сенсорна частина електроду) 2 – іноді може утворюватися осад AgCl усередині кульки 3 – внутрішній розчин (як правило, 0,1M HCl для pH електродів або 0,1M MCl для pM електродів) 4 – внутрішній електрод (як правило, хлорсрібний або каломельний електрод) 5 – корпус електроду, вироблений з або непровідного скла або пластику 6 – електрод порівняння (як правило, того ж типу, що і 4) 7 – з’єднання з розчином, що досліджується (як правило, вироблене з кераміки або капіляру з азбестовими або кварцовими волокнами

19. Скляний електрод SiO-, Na+ + H+ SiOH + Na+ Принцип роботи скляного електроду Перетин стінки скляного електроду kij – коефіцієнт селективності i – цільовий іон j – конкуруючі йони kH/M = 10-12 – 10-13для електродів із звичайного скла

20. Вимірювання рН Для водневого електроду: Для хінгідронового електроду: Eo = 0,699 Bвідносно SHE Для скляного електроду: Eoє специфічною характеристикою електроду; при рН=7 Eo=0 Зменшення рН на одиницю знижує потенціал електродів на 59 мВ

21. Вимірювання рН За допомогою водневих електродів: Pt(тв) | H2(газ) | S(aq) || KCl (3,5 M, aq) || X(aq)| H2(газ) | Pt(тв) За допомогою водневого та каломельного електродів: Hg | Hg2Cl2 |KCl (нас., aq)|| KCl (3,5 M, aq) || X(aq)| H2(газ) | Pt(тв) Стандартні розчини для калібрування: насичений розчин кислого тартрату калію (рН = 3,557) розчин тетраборату натрію (m= 0,0100моль·кг -1, рН = 9,180)

22. Потенціометричне титрування рН VNaOH, мл Крива титрування та її перша похідна Автоматичний титратор

23. Потенціометричне титрування Персональний комп'ютер Комірка Титратор рН-метр

24. Іоноселективні електроди Будова йоноселективного електроду. Хелатовані йони здатні проникати крізь ліпофільну мембрану. Електрохімічні сенсори

25. Електроди порівняння