기준 전극

Reference electrode
표준 수소 전극 방식:
1) 백금 전극,
2) 수소가스,
3) 활성도가 H = 1 mol/L인+ 산용액,
4) 산소 간섭 방지를 위한 하이드로씰,
5) 갈바닉 셀의 두 번째 하프 엘리먼트를 부착해야 하는 저장고.다른 전극과 용액에 따라 혼합을 줄이기 위해 직접 연결하거나 좁은 튜브를 통해 연결하거나 소금 브릿지를 통해 연결할 수 있습니다.그러면 해당 작동 전극에 대한 이온 전도 경로가 생성됩니다.

기준전극은 안정적이고 잘 알려진 전극 전위를 가진 전극입니다.전극 전위의 높은 안정성은 보통 산화환원 [1]반응의 각 참가자가 일정한 농도(버퍼 또는 포화)의 산화환원 시스템을 사용함으로써[clarification needed] 달성됩니다.

참조 전극은 여러 가지 방법으로 사용됩니다.가장 간단한 것은 기준 전극을 반전지로 사용하여 전기화학 셀을 만드는 것입니다.이것에 의해, 다른 한쪽의 반전지의 전위를 결정할 수 있습니다.전극의 절연 전위(절대 전극 전위)를 측정하는 정확하고 실용적인 방법은 아직 개발되지 않았습니다.

수성 기준 전극

표준 수소 전극(SHE)에 대한 공통 기준 전극 및 전위:

Cu-Cu(II) 기준 전극
Ag-AgCl 기준 전극

비수 기준 전극

시스템을 질적으로 비교하기 위해 용제를 비교하는 것은 편리하지만, 이는 양적으로 의미가 없습니다.pK는a 용제 간에 관련이 있지만 동일하지는 않습니다. E°의 경우도 마찬가지입니다.SHE는 아세토니트릴을[citation needed] 포함한 많은 용매에 의해 빠르게 오염되어 전위가 제어되지 않는 표류를 일으키는 것으로 밝혀졌기 때문에 비수성 작업에 대한 합리적인 참조로 보일 수 있습니다.SCE와 포화 Ag/AgCl은 모두 포화 수용액에 기초한 수용 전극이다.단기적으로는 이러한 수용성 전극을 비수용액에 대한 참조로 사용할 수 있지만 장기적인 결과는 신뢰할 수 없다.수성 전극을 사용하면 액체-액체 접합의 형태로 셀에 정의되지 않고 가변적이며 측정할 수 없는 접합 전위가 도입될 뿐만 아니라 기준 구획과 [3]셀의 나머지 부분 사이에 서로 다른 이온 구성이 도입됩니다.앞에서 언급한 바와 같이 비수계 시스템에 수성 기준 전극을 사용하는 것에 대한 가장 좋은 주장은 서로 다른 용제에서 측정된 전위는 직접 비교할 [4]수 없다는 것입니다.예를 들어 Fc 커플의0/+ 잠재력은 [5][6]용매에 민감합니다.

용제 공식 E1/2(V)
(FeCp20/+ vs SCE,
298K에서 0.1M NBuPF46)
아세토니트릴 CH3CN 0.40,[5] 0.382[6]
디클로로메탄 채널22 0.46,[5] 0.475[6]
테트라히드로프랑 THF 0.56,[5] 0.547[6]
디메틸포름아미드 DMF 0.45,[5] 0.120[6]
아세톤 (CH3)2C=O 0.48[5]
디메틸설폭시드 DMSO 0.435[6]
디메틸에테르 DME 0.51,[5] 0.580[6]

준기준전극(QRE)은 상기 문제를 회피한다.페로센 또는 다른 내부 표준(코발트세 또는 데카메틸페로센 등)을 포함한 QRE는 비수작업에 이상적이다.1960년대 초반부터 페로센은 여러 가지 이유로 비수작업의 표준기준으로 인정되어 왔으며 1984년 IUPAC는 페로센(0/1+)을 표준 레독스 [7]쌍으로 권장했다.QRE 전극의 준비는 간단하므로 각 실험 세트에서 새로운 기준을 준비할 수 있습니다.QRE는 새로 만들어지기 때문에 전극의 부적절한 보관이나 유지보수에 대한 우려도 없습니다.또한 QRE는 다른 기준 전극보다 저렴합니다.

준기준 전극(QRE)을 만들려면:

  1. 농축된 HCl에 은색 와이어를 삽입한 후 보풀이 없는 클리닝 천으로 와이어를 건조시킵니다.그러면 전극 표면에 AgCl의 불용성 층이 형성되고 Ag/AgCl 와이어가 생성됩니다.몇 달마다 또는 QRE가 드리프트하기 시작하면 디핑을 반복합니다.
  2. Vycor 유리 프리트(직경 4 mm)와 비슷한 직경의 유리 튜브를 입수합니다.열수축 Teflon 튜브를 사용하여 Vycor 유리 프리트를 유리 튜브에 부착합니다.
  3. 그런 다음 깨끗한 유리 튜브를 지지 전해액으로 헹구고 Ag/AgCl 와이어를 삽입합니다.
  4. 페로센(0/1+) 커플은 아세토니트릴 용액에서 이 Ag/AgCl QRE에 비해 약 400mV에 있어야 한다.이 전위는 특정 정의되지 않은 조건에 따라 최대 200mV까지 변화하므로 실험 중 어느 시점에 페로센과 같은 내부 표준을 추가하는 것이 항상 필요합니다.

유사 기준 전극

의사기준전극은 정의되지 않은 용어이며 의사용과 준의 용어가 교대로 사용되는 경우가 많기 때문에 여러 가지 의미를 갖는 것에 가깝다.이러한 전극은 일정한 전위를 유지하지는 않지만 조건에 따라 예측 가능하기 때문에 의사 기준 전극이라고 불리는 전극의 일종입니다.이 조건을 알고 있으면 전위를 계산할 수 있고 전극을 기준으로 사용할 수 있다.대부분의 전극은 pH나 온도와 같은 제한된 범위의 조건에서 작동하며, 이 범위를 벗어나면 전극의 동작을 예측할 수 없게 됩니다.유사 기준 전극의 장점은 결과 변화가 시스템에 반영되어 연구자들이 광범위한 조건에 걸쳐 시스템을 정확하게 연구할 수 있다는 것이다.

이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 막 전극은 다양한 산화환원쌍(예: Ni/NiO)과 함께 개발되었습니다.그들의 잠재력은 pH에 달려있다.pH 값이 알려진 경우, 이러한 전극은 높은 [8]온도에서 주목할 만한 용도로 참조로 사용할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Bard, Allen J.; Faulkner, Larry R. (2000-12-18). Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2 ed.). Wiley. ISBN 978-0-471-04372-0.
  2. ^ 베이츠, R.G.와 맥애스킬, J.B.(1978년)."염화은 전극의 표준 전위"순수 및 응용화학, 제50권, 1701~1706, http://www.iupac.org/publications/pac/1978/pdf/5011x1701.pdf
  3. ^ Pavlishchuk, Vitaly V.; Anthony W. Addison (January 2000). "Conversion constants for redox potentials measured versus different reference electrodes in acetonitrile solutions at 25°C". Inorganica Chimica Acta. 298 (1): 97–102. doi:10.1016/S0020-1693(99)00407-7.
  4. ^ Geiger, William E. (2007-11-01). "Organometallic Electrochemistry: Origins, Development, and Future". Organometallics. 26 (24): 5738–5765. doi:10.1021/om700558k.
  5. ^ a b c d e f g Connelly, N. G., Geiger, W. E., "유기금속 화학을 위한 화학적 산화환원제", 화학.1996년 개정판 96년 877년
  6. ^ a b c d e f g Aranzaes, J. R., Daniel, M.-C, Astruc, D. "환상 볼탐메트리에 의한 산화환원 전위 결정을 위한 참조로서 금속.과메틸화 철 및 코발트 샌드위치 복합체, 폴리아민 덴드리머에 의한 억제 및 히드록시 함유 페로센의 역할", Can. J. Chem., 2006, 84(2), 288-299. doi:10.1139/v05-262
  7. ^ Gritzner, G.; J. Kuta (1984). "Recommendations on reporting electrode potentials in nonaqueous solvents". Pure Appl. Chem. 56 (4): 461–466. doi:10.1351/pac198456040461. Retrieved 2016-09-30.
  8. ^ R.W. 보쉬, D.페론, 그리고 J.P.Celis, "경수로의 전기화학", CRC Press, 2007.

추가 정보

  1. ^ "Reference Electrodes". NACE International. Retrieved 2020-06-29.