L'électrode de référence pour le chlorure de mercure est l'électrode au calomel saturé (SCE).
Cette électrode est composée d'une pâte solide de mercure et de chlorure de mercure(I) (Hg2Cl2) dans une solution saturée de chlorure de potassium (KCl).
La SCE est connue pour sa stabilité et sa robustesse.
Cependant, il contient du mercure, ce qui limite son utilisation dans certaines applications pour des raisons environnementales et de sécurité.
4 points clés expliqués
Composition et structure du SCE
Composants: La SCE se compose d'une électrode de mercure (Hg) recouverte d'une couche de chlorure de mercure(I) (Hg2Cl2), également connu sous le nom de calomel. Cette électrode est immergée dans une solution saturée de chlorure de potassium (KCl).
Solution saturée: La solution de KCl est maintenue saturée pour assurer une activité constante des ions chlorure, ce qui stabilise le potentiel de l'électrode.
Barrière poreuse: L'électrode est généralement logée dans un tube avec une barrière poreuse ou un pont salin qui permet l'échange d'ions chlorure et complète le circuit électrique.
Réaction électrochimique
Réaction d'oxydoréduction: La réaction à demi-cellule impliquée dans la SCE est : [ 12Hg_2Cl_2(s) + e^- \rightleftharpoons Hg(l) + Cl^-(aq) ]. Cette réaction montre l'équilibre entre le calomel solide, le mercure élémentaire et les ions chlorure dans la solution aqueuse.
Stabilité potentielle
Potentiel de référence: La SCE a un potentiel standard de +0,241 V par rapport à l'électrode standard à hydrogène (SHE). Ce potentiel reste relativement stable en raison de la solution de KCl saturée, qui maintient une activité constante des ions chlorure.
Avantages: La stabilité de la SCE en fait une électrode de référence fiable pour de nombreuses mesures électrochimiques. Elle est moins sensible aux changements de température que d'autres électrodes de référence.
Applications et limites
Utilisations courantes: La SCE a été largement utilisée dans diverses applications électrochimiques, y compris les mesures de pH, les mesures de potentiel d'oxydoréduction et d'autres applications de chimie analytique.
Problèmes d'environnement et de sécurité: En raison de la présence de mercure, l'utilisation du SCE est restreinte dans certains domaines tels que l'analyse des aliments et des boissons, les études environnementales et les applications médicales. Une élimination et une manipulation correctes sont nécessaires pour atténuer les risques environnementaux.
Options alternatives: L'électrode au chlorure d'argent (Ag/AgCl) est souvent préférée comme alternative à la SCE, en particulier dans les applications où le mercure n'est pas autorisé.
Entretien et manipulation
Électrodes pré-remplies: Les SCE commerciales sont généralement pré-remplies avec une solution de KCl saturée pour garantir que l'électrode reste humide et fonctionnelle.
Trou de remplissage scellé: Le trou de remplissage est scellé pour éviter les fuites pendant le stockage et le transport. Il doit être ouvert avant l'utilisation pour permettre à l'électrolyte de s'écouler librement et de maintenir la jonction liquide.
Maintien de la jonction liquide humide: La jonction liquide, où l'électrolyte entre en contact avec l'échantillon, doit être maintenue humide pour garantir des lectures précises et stables.
En résumé, l'électrode au calomel saturé (SCE) est une électrode de référence robuste et stable composée de mercure et de chlorure de mercure(I) dans une solution de chlorure de potassium saturée.
Bien qu'elle offre une stabilité et une fiabilité excellentes, son utilisation est limitée par les problèmes d'environnement et de sécurité liés au mercure.
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