Kalomelelektrode

Erweiterte Suche

Die Kalomelelektrode (GKE, engl.: Saturated Calomel Electrode, SCE) ist eine Elektrode zweiter Art.

Aufbau

Schematischer Aufbau einer Kalomelelektrode

Eine Kalomelelektrode besteht aus Quecksilber, welches mit schwerlöslichem Kalomel (Hg2Cl2) überzogen ist und in eine gesättigte Kaliumchlorid-Lösung taucht. Mit der Analysenlösung kann Kontakt über ein Diaphragma (semipermeable Membran) oder einen Flüssigkeitsfilm im Schliffstopfen hergestellt werden.

Die Zellnotation der gesättigten Kalomelelektrode lautet:

$ Cl^-\big(4M\big) \big| Hg_2Cl_2 \big(s\big) \big| Hg\big(l\big) \big| Pt $

Funktionsprinzip

Die potentialbestimmende Elektrodenreaktion ist das Gleichgewicht zwischen Metall in der Elektrode und Metallionen in der KCl-Lösung:

$ \mathrm{Hg_2^{2+} + 2 \ e^- \leftrightharpoons 2 \ Hg} $

Das Potential der Elektrode, E, wird durch die Nernst-Gleichung beschrieben, wobei E° das Standardpotential der Elektrodenreaktion, R die allgemeine Gaskonstante, T die thermodynamische Temperatur und F die Faraday-Konstante ist:

$ E=E^\circ(\mathrm{Hg}/\mathrm{Hg}_2^{2+})+\frac{RT}{2F} \ln[\mathrm{Hg}_2^{2+}] $

Für das Löslichkeitsgleichgewicht gilt:

$ \mathrm{Hg_2^{2+} + 2 \ Cl^- \leftrightharpoons Hg_2Cl_2} $

Das Löslichkeitsprodukt, KL, ist damit folglich:

$ K_L = [\mathrm{Hg_2^{2+}}] \ [\mathrm{Cl}^-]^2 $

Die Gleichung des Löslichkeitsprodukts kann für die Quecksilberkonzentration eingesetzt werden, um das Potential allein in Abhängigkeit von der Chloridkonzentration zu erhalten:

$ E=E^\circ(\mathrm{Hg}/\mathrm{Hg}_2^{2+})+\frac{RT}{2F} \ln \frac{K_L}{[\mathrm{Cl}^-]^2}=E^\circ(\mathrm{Hg}/\mathrm{Hg}_2^{2+})+\frac{RT}{2F}(\ln(K_L)-2\ln{[\mathrm{Cl}^-])} $

Der KL-Term ist wie das Standardpotential lediglich von der Temperatur abhängig. Es ist also sinnvoll, ihn in ein neu definiertes Standardpotential, das der Kalomelelektrode, einzubeziehen:

$ E=E^\circ(\mathrm{Hg}/\mathrm{Hg}_2^{2+}/\mathrm{Cl}^-)-\frac{RT}{F} \ln [\mathrm{Cl}^-] $

Literatur

  • Matthias Otto: Analytische Chemie. 3., vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage. Wiley-VCH, Weinheim 2006, ISBN 3-527-31416-4, S. 366.

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

12.10.2021
Kometen und Asteroiden
Lerne die 42 kennen: Einige der größten Asteroiden fotografiert
Mit dem Very Large Telescope (VLT) der Europäischen Südsternwarte (ESO) in Chile haben Astronom:innen 42 der größten Objekte im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter abgelichtet.
06.10.2021
Elektrodynamik | Festkörperphysik
Forschungsteam beobachtet eigenes Magnetfeld bei Doppellagen-Graphen
Normalerweise hängt der elektrische Widerstand eines Materials stark von dessen Abmessungen und elementarer Beschaffenheit ab.
05.10.2021
Festkörperphysik | Quantenphysik
Neue Art von Magnetismus in Kult-Material entdeckt
Ein internationales Wissenschaftsteam macht eine wegweisende Entdeckung in Strontiumruthenat.
30.09.2021
Kometen_und_Asteroiden | Planeten
Bombardement von Planeten im frühen Sonnensystem
Vesta, der größte Asteroid unseres Sonnensystems, war sehr viel früher einer umfangreichen Einschlagserie großer Gesteinskörper ausgesetzt als bislang angenommen.
30.09.2021
Plasmaphysik | Teilchenphysik
Strahldiagnostik für zukünftige Beschleuniger im Tischformat
Seit Jahrzehnten wurden Teilchenbeschleuniger immer größer - Seit einigen Jahren gibt es jedoch eine Alternative: „Teilchenbeschleuniger im Tischformat“, die auf der Laseranregung von Kielwellen in Plasmen (laser wakefield) basieren.
24.09.2021
Quantenoptik
Winzige Laser, die wie einer zusammenwirken
Israelische und deutsche Forscher:innen des Exzellenzclusters ct.
23.09.2021
Teilchenphysik
Den Geheimnissen eines exotischen Kerns auf der Spur
Berechnungen des exotischen, experimentell schwer zugänglichen Kerns Zinn-100 mit neuesten ab-initio theoretischen Methoden liefern verlässliche Ergebnisse.
23.09.2021
Monde
Mond: Scharfer Blick in dunkle Krater
Dauerhaft verschattete Mondkrater enthalten Eis, lassen sich jedoch nur schlecht ablichten.
22.09.2021
Schwarze_Löcher | Astrophysik
Wie man einen Quasar wiegt
Astronomen haben erstmalig erfolgreich eine neue Methode zur Bestimmung der Massen von schwarzen Löchern in Quasaren erprobt.
22.09.2021
Quantenphysik
Quantenkryptographie-Rekord mit höherdimensionalen Photonen
Quantenkryptographie ist eine der erfolgversprechendsten Quantentechnologien unserer Zeit.