El electrodo de referencia para el cloruro de mercurio es el electrodo de calomelano saturado (SCE).
Este electrodo está compuesto por una pasta sólida de mercurio y cloruro de mercurio(I) (Hg2Cl2) en una solución saturada de cloruro de potasio (KCl).
El SCE es conocido por su estabilidad y robustez.
Sin embargo, contiene mercurio, lo que limita su uso en determinadas aplicaciones por motivos medioambientales y de seguridad.
Explicación de 4 puntos clave
Composición y estructura de la SCE
Componentes: El SCE consiste en un electrodo de mercurio (Hg) recubierto con una capa de cloruro de mercurio(I) (Hg2Cl2), también conocido como calomelano. Se sumerge en una solución saturada de cloruro de potasio (KCl).
Solución saturada: La solución de KCl se mantiene saturada para garantizar una actividad constante de los iones cloruro, lo que estabiliza el potencial del electrodo.
Barrera porosa: El electrodo suele estar alojado en un tubo con una barrera porosa o puente salino que permite el intercambio de iones cloruro y completa el circuito eléctrico.
Reacción electroquímica
Reacción redox: La reacción de media celda implicada en el SCE es: [ 12Hg_2Cl_2(s) + e^- \rightleftharpoons Hg(l) + Cl^-(aq) ]. Esta reacción muestra el equilibrio entre el calomelano sólido, el mercurio elemental y los iones cloruro en la solución acuosa.
Potencial Estabilidad
Potencial de referencia: El SCE tiene un potencial estándar de +0,241 V frente al electrodo estándar de hidrógeno (SHE). Este potencial permanece relativamente estable debido a la solución saturada de KCl, que mantiene una actividad constante de iones cloruro.
Ventajas: La estabilidad del SCE lo convierte en un electrodo de referencia fiable para muchas mediciones electroquímicas. Es menos sensible a los cambios de temperatura que otros electrodos de referencia.
Aplicaciones y limitaciones
Usos comunes: El SCE ha sido ampliamente utilizado en varias aplicaciones electroquímicas, incluyendo mediciones de pH, mediciones de potencial redox y otras aplicaciones de química analítica.
Problemas medioambientales y de seguridad: Debido a la presencia de mercurio, el uso del SCE está restringido en ciertos campos como el análisis de alimentos y bebidas, estudios medioambientales y aplicaciones médicas. Se requiere una eliminación y manipulación adecuadas para mitigar los riesgos medioambientales.
Opciones alternativas: A menudo se prefiere el electrodo de cloruro de plata (Ag/AgCl) como alternativa al SCE, especialmente en aplicaciones en las que el mercurio no está permitido.
Mantenimiento y manipulación
Electrodos precargados: Los SCE comerciales suelen estar precargados con solución saturada de KCl para garantizar que el electrodo permanezca húmedo y funcional.
Agujero de llenado sellado: El orificio de llenado está sellado para evitar fugas durante el almacenamiento y el transporte. Debe abrirse antes del uso para permitir que el electrolito fluya libremente y mantener la unión líquida.
Cómo mantener húmeda la unión líquida: La unión líquida, donde el electrolito entra en contacto con la muestra, debe mantenerse húmeda para garantizar lecturas precisas y estables.
En resumen, el electrodo de calomelano saturado (SCE) es un electrodo de referencia robusto y estable compuesto de mercurio y cloruro de mercurio(I) en una solución saturada de cloruro potásico.
Aunque ofrece una estabilidad y fiabilidad excelentes, su uso está limitado por las preocupaciones medioambientales y de seguridad asociadas al mercurio.
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