Hg/HgSO4 기준 전극 전위는 얼마입니까? 염화물 없는 측정 가이드

수은-황산수은(Hg/HgSO4) 기준 전극의 허용 전위는 일반적으로 포화 황산칼륨(K2SO4) 전해질을 사용할 때 표준 수소 전극(SHE) 대비 +0.64 V입니다. 0.5 M 황산(H2SO4) 전해질을 사용할 때는 이 값이 SHE 대비 +0.68 V로 약간 변경됩니다.

Hg/HgSO4 전극은 특수하고 매우 안정적인 기준 전극으로, 한 가지 중요한 이유로 가치가 높습니다. 바로 염화물 이온 없이 작동한다는 점입니다. 이는 염화물 오염이 결과에 영향을 미치거나 시스템을 손상시킬 수 있는 전기화학 실험에 필수적인 선택입니다.

수은-황산수은 전극이란 무엇인가요?

핵심 구성 요소

수은-황산수은 전극은 액체 수은(Hg) 웅덩이가 고체 황산수은(Hg₂SO₄) 페이스트와 직접 접촉하는 방식으로 구성됩니다.

전해질의 역할

이 수은 및 황산염 페이스트는 고농도의 황산염 이온을 포함하는 수용액에 담겨 있습니다. 이는 일반적으로 포화 황산칼륨(K₂SO₄) 용액 또는 0.5 M 황산(H₂SO₄) 용액입니다.

안정적인 기준을 제공하는 방법

수은, 난용성 염(Hg₂SO₄), 전해질 내 황산염 이온 간의 계면은 안정적이고 재현 가능한 전기화학적 반쪽 반응을 생성합니다. 이 평형은 일정한 전위를 생성하며, 이는 작업 전극의 전위를 측정하는 신뢰할 수 있는 벤치마크 역할을 합니다.

SHE 대비 전위 이해

황산칼륨(K₂SO₄)에서의 전위

포화 황산칼륨 충전 용액을 사용할 때 Hg/HgSO₄ 전극의 표준 전위는 표준 수소 전극(SHE) 대비 +0.64 V입니다.

황산(H₂SO₄)에서의 전위

산성 환경에서는 0.5 M 황산 충전 용액이 자주 사용됩니다. 이는 전위를 SHE 대비 +0.68 V로 약간 이동시킵니다. 이러한 변화는 두 전해질 용액에서 황산염 이온의 활성이 다르기 때문입니다.

결정적인 장점: 염화물 없는 시스템

일반적인 전극의 문제점

가장 널리 사용되는 기준 전극인 포화 칼로멜 전극(SCE) 및 은/염화은(Ag/AgCl) 전극은 농축된 염화칼륨(KCl) 용액으로 채워져 있습니다.

염화물 누출이 우려되는 이유

실험 중에는 이 염화물 함유 충전 용액의 미량의 양이 전극 접합부에서 시험 용액으로 누출될 수 있습니다. 이는 염화물 이온이 반응을 방해하거나, 촉매를 오염시키거나, 스테인리스 스틸 부품을 부식시킬 수 있는 시스템에서 심각한 문제입니다.

Hg/HgSO₄ 솔루션

Hg/HgSO₄ 전극은 이 문제를 해결하기 위해 특별히 개발되었습니다. 염화물 기반 전해질 대신 황산염 기반 전해질을 사용함으로써 염화물 오염 위험을 완전히 제거하여 민감한 시스템에서 측정의 무결성을 보장합니다.

목표에 맞는 올바른 선택

• 주요 초점이 염화물에 민감한 환경에서 작업하는 경우: Hg/HgSO₄ 전극은 측정 오류 및 시스템 손상을 방지하기 위한 올바르고 표준적인 선택입니다.
• 주요 초점이 일반 수성 전기화학인 경우: 사소한 염화물 누출이 허용되는 한, 더 일반적이고 종종 저렴한 Ag/AgCl 또는 SCE 전극이 완벽하게 적합합니다.
• 주요 초점이 전위 변환인 경우: SHE 스케일에 대한 올바른 변환 계수를 적용하기 위해 Hg/HgSO₄ 전극에 사용된 특정 전해질(예: 포화 K₂SO₄ 또는 0.5 M H₂SO₄)을 항상 기록하십시오.

적절한 기준 전극을 선택하는 것은 정확하고 신뢰할 수 있는 전기화학 데이터를 얻는 데 필수적입니다.

요약 표:

전해질 용액	표준 수소 전극(SHE) 대비 전위
포화 황산칼륨(K₂SO₄)	+0.64 V
0.5 M 황산(H₂SO₄)	+0.68 V

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