5 Слайд

В качестве элемента с известной ЭДС используют нормальный элемент Вестона (рис. 4). Положительный электрод элемента содержит металлическую ртуть. Над ней помещается слой пасты из ртути и сернокислой закиси ртути Hg₂SO₄, сверху – насыщенный раствор сернокислого кадмия. В состав отрицательного электрода входит амальгама кадмия, в которой содержание кадмия постоянно и составляет 12,5%.

Над амальгамой находится насыщенный раствор серно-кислого кадмия.

Электрод, содержащий более активный (легко окисляющийся) металл, заряжен отрицательно по отношению к электроду, содержащему менее активный металл. Этим объясняется тот факт, что в нормальном элементе электрод, содержащий кадмий, заряжен отрицательно, а электрод, содержащий ртуть – положительно.

Источником электрической энергии нормального элемента является реакция: Cd + Hg₂²⁺ <—> Cd²⁺ + 2Hg.

Электродвижущая сила нормального элемента при 20^оС равна 1,0183 В.

В процессе работы нормальный элемент нужно замыкать только на короткое время. При использовании нормального элемента таким образом он сохраняет постоянное значение ЭДС и может служит долгое время [6].

6 Слайд

Для многих электроаналитических методов желательно иметь полуэлемент, потенциал которого был бы известен, постоянен и совершенно не зависел бы от состава изучаемого раствора. Электрод, удовлетворяющий этим требованиям называется электродом сравнения.

Электрод сравнения должен быть прост в изготовлении и должен сохранять практически постоянный и воспроизводимый потенциал при прохождении небольших токов. Этим требованиям удовлетворяют электроды различных систем.

Водородный электрод представляет платиновую проволоку или пластинку, опущенную в раствор. Содержащий ионы водорода. Платина не принимает участия в электродных процессах возникновения потенциала. Ее роль сводится лишь к тому, что она поглощает водород и, будучи проводником, делает возможным перемещения электронов от одного электрода к другом [3].

На поверхности электрода устанавливаются равновесие

H₂ ⇌2H ⇌2H⁺2e^-

В результате этих процессов на границе между платиной и раствором ионов водорода образуется двойной электрический слой, обуславливающий скачок потенциала. Величина этого потенциала при данной температуре зависит от активности водородных ионов в растворе и от количества поглощенного платиной газообразного водорода, которое пропорционально его давлению:

Наибольшее распространение получил каломельный электрод, обладающий устойчивым и отлично воспроизводимым потенциалом. ( рис. 6.). На дно электродного сосуда помещают немного ртути, затем слой пасты из каломели Hg₂Cl₂ и ртути, сверху находятся кристаллы KCl. В ртуть опущена платиновая проволока к верхней клемме.

Каломель, растворяясь в небольшом объеме в воде, диссоциирует:

Hg²⁺₂+2Cl⁻⇄Hg₂Cl₂

В присутствии хлористого калия, содержащего одноименный с каломелью ион хлора, растворимость каломели снижается еще больше. Так в растворе, насыщенном по отношению к каломели и содержащим определенное количество хлористого калия, находится строго постоянное при данной температуре количество ионов Hg²⁺₂. Между металлической ртутью и, содержащим ее ионы, раствором возникает потенциал, который ввиду малой способности ртути переходить в раствор, имеет положительный знак по отношению к потенциалу нормального водородного электрода. Потенциал каломельного электрода. Потенциал каломельного электрода зависит от концентрации хлористого калия в растворе, влияющие на растворимость каломели и, следовательно, на концентрацию ионов Hg₂²⁺ в растворе

Помимо каломельного электрода, на практике в качестве электрода сравнения используется хлорсеребряный электрод.

Простой и несложный в изготовлении хлорсеребряный электрод показан на рис.7. Электрод помещают в трубку из пирекса, конец которой закрыт диском из спичечного стекла. Для предотвращения потери раствора из полуэлимента поверх диска помещают слой геля из агар-агара, насыщенного хлоридом калия. На гель помещают слой твердого хлорида калия и трубку заполняют насыщенным раствором соли. Добавляют одну-две капли 1 М раствора нитрата серебра и в раствор погружают толстую измерительную серебром проволочку [2]. Потенциал хлоресербрянного электрода зависит от концентрации (активности) ионов хлора в растворе .