
【化】 quinhydrone electrode
醌氢醌电极(Quinhydrone Electrode)是一种基于氧化还原反应的参比电极,常用于测定溶液的pH值。其核心由等摩尔的醌(quinone)和氢醌(hydroquinone)混合物构成,通过醌/氢醌(Q/H₂Q)电对的氧化还原特性响应氢离子浓度变化。以下是详细解释:
醌氢醌电极通过醌(C₆H₄O₂)与氢醌(C₆H₄(OH)₂)的可逆电子转移反应工作。半反应为:
$$ce{Quinone + 2H+ + 2e- <=> Hydroquinone}$$
电极电位遵循能斯特方程:
$$E = E^circ - frac{RT}{2F} ln frac{a{ce{H+}} cdot a{ce{H2Q}}}{a_{ce{Q}}}}$$
在标准条件下,电位与pH呈线性关系:
$$E = E^circ - frac{0.059}{2} text{pH} quad (25^circ text{C})$$
其中 ( E^circ ) 为标准电极电位(约 +0.699 V vs. SHE)。
主要用于实验室pH测量,尤其适合有机溶剂体系或需要快速筛查的场景。现代应用中已部分被玻璃电极替代,但在特定电化学研究中仍有价值。
Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications (2nd ed.). Wiley, 2001. (阐述醌氢醌电极能斯特方程及动力学)
Skoog, D. A.; West, D. M. Fundamentals of Analytical Chemistry. Saunders College Publishing, 1976. (描述电极制备与pH测量协议)
Compendium of Chemical Terminology (Gold Book). IUPAC, 2019. (定义"quinhydrone electrode"标准术语)
Scholz, F. Electroanalytical Methods. Springer, 2010. (讨论电极在非水体系的应用进展)
醌氢醌电极是一种基于氧化还原反应的电化学传感器,主要用于测量溶液的pH值。以下从原理、结构、应用等方面进行详细解释:
醌氢醌电极由醌氢醌(QHQ)构成,其分子式为C₁₂H₁₀O₄,是等摩尔比的醌(C₆H₄O₂)和氢醌(C₆H₄(OH)₂)的复合物。它属于氧化还原电极,通过分子在还原态(KH₂Q)和氧化态(KHQ)之间的可逆转变实现氢离子浓度的检测。
部分文献将其归为第一类电极(金属与离子接触),但更多研究支持属于氧化还原电极,争议源于对电极反应机理的不同解读。
如需更详细的结构式或电势计算公式,可参考道客巴巴的文献资料。
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