Referans Elektrotlar
Bir referans elektrot, bir çalışma elektrodunun potansiyelinin ölçülebileceği ve kontrol edilebileceği, kararlı ve tekrarlanabilir bir potansiyeli sürdürmektedir.
Tanım
Başka bir elektrodun potansiyelini ölçmek veya kontrol etmek için sabit bir referans noktası olarak kullanılan, iyi tanımlanmış, kararlı bir denge potansiyeline sahip bir elektrottur.
Kapsam
Bu konu, referans elektrotların ilkesini ve uygulamasını kapsamaktadır: potansiyel ölçeğinin sıfır noktasını tanımlayan birincil standart hidrojen elektrotu ile gümüş/gümüş klorür ve doymuş kalomel elektrotlar gibi pratik ikincil referanslar incelenmektedir. Ayrıca, tersinirlik ve polarize olmama gereksinimleri, sıvı birleşme noktasının rolü, kayma ve kontaminasyon kaynakları ve referans ölçekleri arasındaki dönüşümler de bu kapsamda yer almaktadır.
Temel sorular
- Bir elektrodu kararlı bir potansiyel referansı olarak uygun kılan özellikler nelerdir?
- Elektrokimyasal potansiyel ölçeğinin mutlak sıfırı standart hidrojen elektrodu tarafından nasıl tanımlanmaktadır?
- Gümüş/gümüş klorür ve kalomel elektrotlar pratikte neden hidrojen elektrodu yerine kullanılmaktadır?
- Farklı referans elektrot ölçekleri arasındaki potansiyeller nasıl dönüştürülmektedir?
Temel kuramlar
- Standart hidrojen elektrodu (SHE)
- Birim fugasitede hidrojen gazı ve birim aktivitede protonlarla temas halinde olan platinlenmiş bir platin elektrottur; tüm sıcaklıklarda tam olarak sıfır potansiyele sahip olduğu tanımlanarak, standart elektrot potansiyellerinin geleneksel ölçeğini sabitlemektedir.
- Polarize olmayan referans davranışı
- İyi bir referans elektrot, yüksek değişim akımında bir denge redoks çiftini sürdürerek, küçük ölçüm akımlarının potansiyelini esasen değiştirmemesini sağlamakta ve böylece kararlı bir sabit nokta sunmaktadır.
Klinik önem
Referans elektrotlar, pH metreler ve kan gazı analizörleri dahil olmak üzere potansiyometrik sensörlerde, gömülü ve su altı yapıların korozyon izlenmesinde, pil testlerinde ve çalışma elektrodu potansiyelinin bilinmesi ve kontrol edilmesi gereken her türlü voltammetrik deneyde vazgeçilmezdir.
Tarihçe
Elektrot potansiyel tabloları derlenirken, 20. yüzyılın başlarında hidrojen elektrotu referans standardı olarak ortaya çıkmıştır; pratik kalomel ve gümüş/gümüş klorür elektrotları ise hidrojen elektrodunun hantal olması, gaz işleme gerektirmesi ve platinin kolayca zehirlenmesi nedeniyle geliştirilmiştir.
Öne çıkan isimler
- Wilhelm Ostwald
- David J. G. Ives
İlgili konular
Temel eserler
- bard2001
- ives1961
- inzelt2013
Sıkça sorulan sorular
- Standart hidrojen elektrodu rutin çalışmalarda neden nadiren kullanılmaktadır?
- Kontrollü basınçta sürekli saf hidrojen gazı beslemesi ve kolayca zehirlenebilen temiz bir platinlenmiş yüzey gerektirmektedir; bu nedenle, Ag/AgCl veya doymuş kalomel gibi sağlam ikincil referanslar kullanılmakta ve SHE ölçeğine göre ilişkilendirilmektedir.
- Sıvı birleşme potansiyeli nedir ve neden önemlidir?
- Referans elektrodun tuz köprüsünde farklı bileşimdeki iki çözeltinin birleştiği yerde ortaya çıkan küçük bir potansiyeldir; ölçümlere belirsiz bir ofset eklemektedir, bu nedenle birleşme noktaları bunu minimize etmek ve stabilize etmek üzere tasarlanmaktadır.