для чего нужен электрод сравнения

Электрод сравнения

Электроды сравнения — электрохимические системы, предназначенные для измерения электродных потенциалов. Необходимость их использования обусловлена невозможностью измерения величины потенциала отдельного электрода. Применяется, в частности, в составе электролитических ячеек.

В качестве электрода сравнения может служить любой электрод в термодинамически равновесном состоянии, удовлетворяющий требованиям воспроизводимости, постоянства во времени всех характеристик и относительной простоты изготовления. Для водных электролитов наиболее часто применяют в качестве электродов сравнения водородный, каломельный, галогеносеребряные, оксидно-ртутный и хингидронный электроды.

Литература

Полезное

Смотреть что такое «Электрод сравнения» в других словарях:

электрод сравнения — Электрод, имеющий постоянный электродный потенциал в данных условиях применения. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Тематики магистральный нефтепроводный транспорт … Справочник технического переводчика

электрод сравнения — – электрод второго рода, представляющий собой металл, погруженный в насыщенный раствор малорастворимого соединения этого металла (соли или оксида металла) и соли хорошо растворимого электролита с одноименным ионом. Общая химия : учебник / А. В.… … Химические термины

электрод сравнения — 3.25 электрод сравнения: Электрод, имеющий постоянный электродный потенциал в грунте (электролите). Источник: СТО Газпром 2 3.5 047 2006: Инструкция по расчету и проектированию э … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

электрод сравнения — [reference electrode] гальванический электрод, применяемый для измерения электродных потенциалов. Обычно измеряется разность потенциалов между исследуемым электродом и выбранным электрод сравнения, имеющим известный потенциал относительно условно … Энциклопедический словарь по металлургии

Электрод сравнения — Reference electrodes Электрод сравнения. Неполяризуемый электрод с известным и высоковоспроизводимым потенциалом используемый для потенциометрических и вольтаметрических исследований. См. также Calomel electrode Каломель электрод. (Источник:… … Словарь металлургических терминов

электрод сравнения — lyginamasis elektrodas statusas T sritis chemija apibrėžtis Pastovaus potencialo elektrodas, naudojamas kito elektrodo potencialui matuoti. atitikmenys: angl. reference electrode rus. электрод сравнения ryšiai: sinonimas – atskaitinis elektrodas … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

электрод сравнения — palyginimo elektrodas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. comparison electrode; reference electrode vok. Bezugselektrode, f; Vergleichselektrode, f rus. электрод сравнения, m pranc. électrode de comparaison, f; électrode de référence, f … Fizikos terminų žodynas

электрод сравнения медно-сульфатный — Медно сульфатный неполяризуемый электрод полуэлемент, состоящий из медного электрода, помещенного в насыщенный раствор медного купороса. [РД 01.120.00 КТН 228 06] Тематики магистральный нефтепроводный транспорт … Справочник технического переводчика

Электрод сравнения (гальванический полуэлемент) — металл, погруженный в раствор электролита с собственными ионами, способный к установлению равновесного потенциала; используется в качестве эталона для измерения электродных потенциалов исследуемого металла. Источник: Распоряжение Росавтодора от … Официальная терминология

Электрод сравнения медно-сульфатный — Медно сульфатный электрод сравнения: электрод сравнения, представляющий собой медный стержень, помещенный в насыщенный раствор медного купороса. Это наиболее часто применяемый электрод сравнения для измерения потенциала между подземными… … Официальная терминология

Источник

Электроды сравнения. Выбираем, разбираемся, рекомендуем.

Описание

Итак, пришло время заняться рН-метрией. Напомним, рН-метрия – это потенциометрический метод анализа кислотности растворов, довольно популярный в настоящее время. В предыдущих статьях мы рассмотрели вопросы выбора рН-метра, иономера и общие подходы к выбору рН-электродов. Попробуем разобраться, что же такое электроды сравнения, на какие моменты обратить внимание при выборе такого электрода, как хранить и чем заполнять электрод, что такое диффузный потенциал, электролитический ключ, чем отличаются одноключевые и двухключевые электроды сравнения.

Немного отвлечемся и разберемся, что же это такое 3М раствор КС l и как его приготовить.

М (КС l ) 74,6 г/моль x 3 моль = 223,8г

Т.о. отвешиваем 223,8 г хлорида калия, помещаем в мерную колбу и доводим объем дистиллированной водой до 1 литра и трехмолярный раствор хлорида калия готов.

Очень часто при работе с электродами сравнения тревожит вопрос: из электрода постоянно вытекает электролит, приходится доливать каждый день, неужели электрод бракованный? На самом деле беспокоится не о чем, истечение электролита – это необходимое условие нормальной работы электрода сравнения, медленное истечение электролита (0,05-5мл/сутки) способствует снижению величины диффузного потенциала. А ведь именно диффузный потенциал приводит к ошибке измерений.

Немного теории. Что же такое диффузный потенциал?

Вспомним, что электрод сравнения – это электрод, погруженный в электролит постоянного состава. Контакт с анализируемым раствором осуществляется через специальный барьер, препятствующий смешиванию этих двух жидкостей. Одно из важных требований к электролиту, заполняющему электрод – электролит должен быть «равнопереносящим», т.е. ионы, входящие в его состав, должны иметь равные (близкие) подвижности. Если это требование не выполняется, то в месте контакта двух жидкостей различного состава возникает скачок потенциала, который собственно и называется диффузным потенциалом. Диффузный потенциал возникает всегда, однако, за счет использования «равнопереносящих» растворов и постоянного истечения электролита из электрода, диффузный потенциал незначителен и практически постоянен, что обеспечивает точность измерений.

Итак, выбираем электрод сравнения.

Возьмем, к примеру, российские электроды ЭСр-10101 и ЭСр-10103. Оба электрода относятся к лабораторным электродам сравнения общего назначения и имеют практически одинаковые значения технических параметров, но, первый электрод носит название двухключевого, а второй – одноключевой электрод. В чем же разница?

Таким образом, если анализируемая вами среда содержит ионы хлора или калия, однозначно выбираем двухключевой электрод, если же таких ионов нет, то можно использовать любой из вышеуказанных электродов.

Продолжаем выбор электрода сравнения.

Речь пойдет о лабораторных электродах. Если у Вас российский или белорусский прибор, выбираем российские или белорусские электроды сравнения. Одни из самых популярных электродов – ЭВЛ-1М4 и ЭВЛ-1М3.1 производства Гомельского завода измерительных приборов. Это одноключевые электроды заполненные насыщенным раствором хлористого калия. В последнее время набирают популярность российские вспомогательные лабораторные электроды: двухключевой ЭСр-10101, двухключевой уменьшенных габаритов ЭСр-10102, одноключевой ЭСр-10103, двухключевой без кабеля для рН-150 ЭСр-10107, двухключевой для анализа проб малого объема ЭСр-10108. Подробнее с техническими характеристиками электродов можно ознакомиться в нашем каталоге на странице Электроды к рН-метрам и иономерам.

Так что же выбираем – ЭВЛ или ЭСр?

И те и другие электроды имеют свои преимущества. В пользу белорусских электродов говорит более, чем 50-ти летний опыт их производства, однако, возможно это и некий минус, т.к. относительно «молодые» ЭСр-электроды более конструктивно продвинутые, имеют широкий модельный ряд для разного рода запросов, представлены в основном двухключевыми электродами, которые могут быть заполнены любыми равнопереносящими растворами, что очень важно при анализе содержания ионов калия и хлора, о чем мы говорили ранее. Также, при использовании в качестве электролита хлорида калия, возможны три варианта концентрации: 3М, 3,5М и 4,2М, что влияет на потенциал электрода. Кроме того, российские электроды поставляются со «свежей» российской поверкой, зачастую, лучше проходят повторную поверку в центрах ЦСМ. Электроды ЭСр могут быть использованы для работы с импортными рН-метрами и иономерами.

На что необходимо обратить внимание при эксплуатации электродов сравнения?

Чтобы Ваш вспомогательный электрод долго служил Вам верой и правдой, не забывайте следить за уровнем электролита, он должен быть выше уровня исследуемого раствора. Между измерениями храните электрод в 3М растворе хлорида калия, как приготовить его мы описывали выше. Не допускайте загрязнения электролитического ключа и, как следствие, прекращения истечения электролита. Если все-таки это произошло, кончик фитиля можно отшлифовать на мелкой наждачной бумаге. При приведении электрода в рабочее состояние обязательно удаляйте защитную ленту, закрывающую заливное отверстие, полость электрода должна иметь сообщение с атмосферой.

Итак, Вы утвердились в необходимости приобретения лабораторного вспомогательного электрода или, иными словами, электрода сравнения для выполнения потенциометрического метода анализа. Выбираем нужную модель российского или белорусского производителя: одноключевой электрод, если в анализируемом растворе нет ионов калия или хлора или, в противном случае, электрод с двумя электролитическими ключами. Готовим 3М раствор для хранения электродов. Отмечаем, что через электролитический ключ происходит постоянное истечение электролита от 0,5 до 5 мл в сутки, что говорит нам о сниженнии диффузного потенциала, а значит о повышении точности измерений. С удовольствием работаем.

Источник

главная > справочник > химическая энциклопедия:

Электроды сравнения

Электроды сравнения, электрохимические системы, предназначенные для измерения электродных потенциалов. Необходимость их использования обусловлена невозможностью измерения абсолютного величины потенциала отдельного электрода. В принципе в качестве электрода сравнения может служить любой электрод в термодинамически равновесном состоянии, удовлетворяющий требованиям воспроизводимости, постоянства во времени всех характеристик и относит, простоты изготовления.

Для водных электролитов наиболее часто применяют в качестве электроды сравнения водородный, каломельный, галогеносеребряные, оксидно-ртутный и хингидронный электроды.

Оксидно-ртутный электрод сравнения приготавливают из ртути и насыщенных растворов оксида ртути в водном растворе щелочи. Электродная реакция: Hg₂O + 2e + H₂O 2Hg + 2OH ;

Удобен при работе в щелочных растворах, так как при этом легко реализовать цепи без жидкостного соединения.

При измерениях в неводных средах в принципе можно применять водные электроды сравнения, если создать воспроизводимую границу водного и неводного растворов и учитывать возникающий на этой границе диффузионный потенциал. Часто в неводных средах используют электроды сравнения на основе серебра в растворе его соли.

В расплавленных солевых системах наиболее часто используются электроды сравнения, основанные на паре AgI/Ag, которая стабильна в различных расплавах.

Потенциалы водных электроды сравнения по отношению к стандартному водородному электроду при 25 °С приведены в табл.:

Источник

Электроды сравнения

Для определения потенциала электрода необходимо измерить ЭДС гальванического элемента, составленного из испытуемого электрода и электрода с точно известным потенциалом – электрода сравнения. В качестве примеров рассмотрим водородный, каломельный и хлорсеребряный электроды.

Водородный электрод представляет собой платиновую пластинку, омываемую газообразным водородом, погруженную в раствор, содержащий ионы водорода. Адсорбируемый платиной водород находится в равновесии с газообразным водородом; схематически электрод изображают следующим образом:

Электрохимическое равновесие на электроде можно рассматривать в следующем виде:

Каломельный электрод. Работа с водородным электродом довольно неудобна, поэтому в качестве электрода сравнения часто используется более простой в обращении каломельный электрод, величина электродного потенциала которого относительно стандартного водородного электрода точно известна и зависит только от температуры. Каломельный электрод состоит из ртутного электрода, помещенного в раствор КСl определенной концентрации и насыщенный каломелью Hg₂Сl₂:

Каломельный электрод обратим относительно анионов хлора и уравнение Нернста для него имеет вид:

Хлорсеребряный электрод. В качестве электрода сравнения используют также другой электрод второго рода – хлорсеребряный, который также обратим относительно анионов хлора:

Величина потенциала хлорсеребряного электрода зависит от концентрации ионов хлора; данная зависимость имеет следующий вид:

Чаще всего в качестве электрода сравнения используется насыщенный хлорсеребряный электрод, потенциал которого зависит только от температуры.

Источник

рН–метрия.

рН-метрия.

pH-метр — прибор для измерения водородного показателя (показателя pH), характеризующего активность ионов водорода в растворах, воде, пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных системах непрерывного контроля технологических процессов, в том числе в агрессивных средах.

В основу работы положен потенциометрический метод измерения pH и Eh контролируемого раствора. При измерении pH (или Eh) растворов используется первичный измерительный преобразователь — электродная система, состоящая из измерительного электрода и электрода сравнения.

pН = pXi — (Е — Ei) / Кs • (54,1 + 0,198 t),

где Е — измеренная ЭДС электродной системы, мВ;

pХi — координата изопотенциальной точки электродной системы;

Ei — координата изопотенциальной точки электродной системы, мВ;

Ks — доля, которую составляет реальная крутизна электродной характеристики от теоретического значения, равного (54,1 + 0,198 t);

t — температура раствора, измеренная при помощи термодатчика или введенная вручную, °С.

Значение pH выводится на дисплей преобразователя. Кроме этого на дисплей могут выводиться результаты измерения ЭДС электродной пары и температуры среды в единицах мВ и °С соответственно.

рН-электроды

Выпускается огромное количество модификаций рН-электродов. По материалу рабочей мембраны серийные рН-электроды подразделяются на стеклянные, металлоксидные и пленочные с ПВХ-мембраной. Металлоксидные и пленочные электроды имеют ограниченную область применения, т.к. проигрывают стеклянным по всем основным параметрам. Наибольшее распространение получили стеклянные рН-электроды. Следует подчеркнуть, что название «стеклянный электрод» указывает только на материал рабочей мембраны, корпус же электрода может быть пластмассовый.

Как расшифровать название электрода отечественного производства:

ЭС — электрод стеклянный измерительный

ЭСК — электрод стеклянный комбинированный (объединяют в одном корпусе измерительный электрод и электрод сравнения)

ЭСр — электрод сравнения

Для электродов ЭС и ЭСК

10601/7 — марка электрода / значение изопотенциальной точки (7 или 4, 7 — у большинства современных российских и импортных приборов, 4 — в основном у белорусских приборов)

К 80.3 — марка разъема (К — кабель, 80 — длина 80 см, 3 — разъем типа «банан» для подключения к гомельским приборам типа ЭВ-74, И-130)

К 80.7 — кабель длиной 80 см с разъемом BNC для подключения к большинству современных российских и импортных приборов, например рН-150МИ, И-160, АНИОН-7000, МАРК-901, АНИОН-4100, Эксперт рН, рН-410, ИТАН, pH-метр HANNA HI83141.

Для электродов ЭСр

10103/3,5 — марка электрода / концентрация раствора KCl в электроде.

Как подготовить стеклянный электрод к работе?

Новый рН-метр или новый электрод извлеките из упаковки и убедитесь в отсутствии механических повреждений электрода и соединительного кабеля.

Если Вы используете заполняемый электрод, необходимо заполнить электрод электролитом из флакона, входящего в комплект поставки, до уровня заливочного отверстия.

Использовать электрод после заполнения электролитом можно не ранее, чем через 8 ч. Это время необходимо для того, чтобы рабочее вещество встроенного электрода сравнения и пористая керамика электролитического ключа пропитались раствором.

Рекомендуется раз в 4–6 месяцев полностью заменять электролит в электроде свежим раствором 3М KCl.

Между измерениями электрод рекомендуется хранить в 3М растворе KCl.

Снять защитный колпачок и поместить рабочую мембрану (шарик) электрода в раствор HCl концентрацией 0,1 моль/л и выдержать в нем не менее 8 ч. Также в защитном колпачке может быть залит кондиционирующий раствор.

Перед началом измерений следует убедиться в отсутствии воздушных пузырей внутри рабочей мембраны (шарике) электрода. При необходимости удалить их встряхиванием (как встряхивают медицинский термометр), при этом пузыри должны переместиться в верхнюю часть электрода.

Перед началом измерений следует снять защитный колпачок и открыть заливочное отверстие. Глубина погружения электрода в раствор при измерении pH должна быть не менее 16 мм.

Уровень электролита в электроде должен поддерживаться в пределах показанных на рис. 1. При необходимости электролит следует доливать в электрод через заливочное отверстие.

При измерениях уровень электролита в электроде должен быть выше уровня анализируемого раствора.

Если в процессе эксплуатации произошло нарушение истечения электролита из электрода в результате засорения пористой керамики электролитического ключа, то рекомендуется выполнить следующие действия:

а) открыть заливочное отверстие, взять резиновую грушу, приставить носик груши к заливочному отверстию и, нажимая на грушу, создать внутри электрода избыточное давление;

б) или поместить электрод в дистиллированную воду (рабочая мембрана электрода при этом не должна касаться дна стакана) и нагреть ее до кипения, выдержать в течение 5–10 мин и дать остыть естественным образом.

Условия хранения и использования рН-электрода.

Во время транспортировки внутри стеклянного шарика рН-электрода могут образовываться мельчайшие пузырьки воздуха. Пузырьки можно удалить встряхиванием электрода.

Если защитный колпачок был сухим или электрод долгое время не использовался, в данном случае необходимо поместить электрод на несколько часов в сосуд с раствором для хранения электродов ( HI 70300 L ) или в буферный раствор с рН 7,01 ( HI 7007 L )

Если на длительное время оставить шарик электрода на воздухе, то начинается процесс дегидратации. В этом случае показания устанавливаются очень долго и становятся крайне нестабильными. Оставьте электрод на ночь погруженным в раствор для хранения ( HI 70300 L ) или в буферный раствор с рН 7,01 ( HI 7007 L ).

Налеты соли, обнаруживаемые на поверхности чувствительного шарика или в месте соединения с электродом сравнения, вызывают помехи в работе электрода. Сполосните электрод деионизованной водой и погрузите приблизительно на 30 минут в 0,1М раствор HCl ( HI 7061 L ).

Пленка органического масла или жира на чувствительном шарике электрода также приводит к потере чувствительности. Чтобы удалить пленку, ополосните шарик электрода раствором для очистки масел ( HI 7077 L ), вытрите насухо мягкой тканью, тщательно промойте электрод в дистиллированной воде и погрузите на несколько часов в раствор для хранения HI 70300 L или в буферный раствор с рН 7,01 ( HI 7007 L ).

Остатки белков (возникающие после измерений в молоке, сыре, мясе и т.д.) можно удалить обработкой стеклянного шарика электрода раствором пепсина и соляной кислоты ( HI 7073 L ). Погрузите электрод в этот раствор на несколько часов, затем тщательно сполосните его деионизированной водой, а затем на несколько часов погрузите в буферный раствор с рН 7,01 (HI 7007L).

Для того, чтобы сохранить характеристики электрода в неизменном виде (особенно это касается скорости измерения), он всегда должен оставаться во влажном состоянии. Наиболее подходящим для этих целей является раствор для хранения электродов (HI 70300L).

Никогда не храните электроды в дистиллированной или деионизированной воде.

Как правильно калибровать рН-метр?

Изоэлектрическая точка для рН-электродов находится на рН=7 (0 мВ). Поэтому, в первую очередь, прибор следует калибровать по буферу с нейтральным рН (например, 6,86 или 7,01). Вторую точку следует выбирать на расстоянии примерно 3 единицы рН, т.е. рН=4 или 10. Если прибор калибруется только по двум буферам, то выбор второй точки зависит от диапазона, в котором Вы преимущественно работаете. Если это щелочные растворы, то воспользуйтесь буфером с рН=9,18, если кислые — с рН=4,01. Это связанно с некоторой разницей в наклонах калибровочных прямых в кислой и щелочной области. Проблем не возникнет, если Ваш прибор может калиброваться по трем и более точкам. В этом случае порядок калибровки не важен, так как рН-метр самостоятельно его отслеживает.

Буферные растворы для калибровки рН-метров.

Для калибровки рН-метров необходимы буферные растворы, которые представляют собой специализированные водные растворы со стандартизованным значением концентрации (активности) ионов водорода (рН) на основе солей многоосновных кислот. НВ-Лаб предлагает растворы для калибровки собственного производства с рН 1,65; 3,56; 4,01; 6,86; 9,18; 12,43.

Буферные растворы должны быть защищены от доступа углекислого газа из воздуха, т.е. они должны храниться в плотно закрытой стеклянной или пластмассовой (фторопластовой, полипропиленовой и т.д.) посуде при температуре не выше 25°С.

Все буферные растворы должны быть защищены от попадания прямых солнечных лучей для предотвращения фотохимической деструкции. Их следует хранить в затемненном (желательно прохладном) месте, накрыв сосуды и пробирки непрозрачным материалом, например, темной х/б тканью.

Источник