
【机】 saturated calomel electrode
饱和甘汞电极(Saturated Calomel Electrode, SCE)是电化学测量中常用的参比电极,其电位稳定、重现性好,以饱和氯化钾溶液为电解液,电极反应基于汞和甘汞(Hg₂Cl₂)的平衡体系。
一、基本结构与原理
电极由汞(Hg)覆盖甘汞糊(Hg₂Cl₂),并浸入饱和KCl溶液中构成。电极反应为:
$$ce{Hg2Cl2 + 2e^- <=> 2Hg + 2Cl^-}$$
其电极电位由能斯特方程决定:
$$E = E^circ - frac{RT}{F} ln a{ce{Cl^-}}$$
其中 ( E^circ ) 为标准电极电位(+0.268 V vs. SHE,25°C),( a{ce{Cl^-}} ) 为氯离子活度。因使用饱和KCl溶液,氯离子浓度恒定,电位稳定在约+0.241 V vs. SHE。
二、核心特点与应用
三、优缺点对比
四、与其它参比电极对比
电极类型 | 电位 (vs. SHE, 25°C) | 适用场景 |
---|---|---|
饱和甘汞电极 (SCE) | +0.241 V | 常规水溶液体系 |
银/氯化银电极 (Ag/AgCl) | +0.197 V | 生物体系、有机溶剂 |
标准氢电极 (SHE) | 0.000 V(定义基准) | 高精度标准测量 |
参考文献
IUPAC. Electrochemical Terminology. Compendium of Chemical Terminology, 2014.
Bard, A.J.; Faulkner, L.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, 2nd ed.; Wiley, 2001.
中国国家标准 GB/T 16825.1-2018《电化学分析术语》.
饱和甘汞电极是一种常用的参比电极,其定义、结构和工作原理可综合多个权威来源归纳如下:
饱和甘汞电极(Saturated Calomel Electrode, SCE)属于甘汞电极的一种,由金属汞(Hg)、甘汞(Hg₂Cl₂)和饱和氯化钾(KCl)溶液组成,表示为 Hg | Hg₂Cl₂ | KCl(饱和)。其电极电势随Cl⁻浓度变化,但饱和KCl溶液使其电位稳定,且易制备。
基于甘汞与汞的氧化还原反应: $$ text{Hg}_2text{Cl}_2 (text{s}) + 2text{e}^- rightleftharpoons 2text{Hg} (text{l}) + 2text{Cl}^- (text{aq}) $$ 当Cl⁻浓度固定时,电极电位稳定,作为参比基准。实际测量中,通过连接待测电极形成回路,利用电位差分析物质浓度。
在25℃时,饱和甘汞电极相对于标准氢电极(SHE)的电位为+0.2415 V。高于70℃时稳定性下降,需改用其他参比电极。
如需更详细的技术参数或构造示意图,可参考电化学教材或专业文献(如、6、9)。
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