電気化学実験用参照電極
参照電極は一定の電位を供給する必要があります。電極を流れる電流は電気化学反応につながり、電極の環境組成を変化させ、電位を変化させます。その結果、参照電極を流れる電流はできるだけ少なくする必要があります。
一定の電位を確立し維持するために、第二のタイプの電極がしばしば選択されます。その電位は通常、単一の陰イオンの濃度に間接的に依存します。第一のタイプの電極は、基本的に電解液中の金属表面だけです。
簡略化された ネルンスト方程式(式 3.6 参照)によると、電位は周囲の溶液に直接依存します。第二の電極は通常、ほとんど溶けない塩で囲まれた金属です。この電極を、その塩の陰イオンを含む溶液に浸します。
通常、陰イオンは金属塩の溶解が早くなく、濃度の小さな変化でも電位への影響が少ないことを確認するため、高濃度にします。一般的な参照電極は銀/塩化銀電極です (図 3.5 参照)。銀線は塩化銀の膜で覆われています。このワイヤーを塩化カリウム溶液に浸します。
銀線の電位は、塩化カリウム溶液に溶解した銀イオンに依存します。
固体材料であるため、銀の濃度は1 Mです。銀イオンの濃度は、溶解度積KL(式3.8)が示すように、塩化物イオンの濃度に依存します。
3.7と3.8を組み合わせ、すべての定数をE0'(Ag/Ag+)にまとめると、結果は次のようになります:
塩化物濃度が一定に保たれている場合、良い参照電極が作られます。これは通常、多孔質のフリットを使用して、参照電極を囲む溶液から測定溶液を分離することによって達成されます。
塩化物濃度が高ければ、フリットを介した拡散や蒸発によるわずかな濃度変化も、濃度にはほとんど影響しません。また、フリットは銀イオンが測定溶液中に拡散するのを防ぎます。銀/塩化銀電極は、最も一般的な2つの塩化物含有参照電極の1つです。
基準電極はシステムの安定性を保ちます。電位の変動はノイズの多い測定となります。システムが予期しない動作をする場合は、まず基準電極をチェックする必要があります。