Ion selektivne elektrode (ISE) jesu elektrode čiji je potencijal ovisan o koncentraciji određene ionske vrste u otopini. ISE su često membranske elektrode i koriste se u elektroanalitičkoj kemiji.
Ion selektivna elektroda za mjerenje koncentracije ugljikovog dioksida koristi hidrofobnu, CO2 propusnu membranu koja odvaja unutrašnju otopinu od otopine uzorka. Otopljeni ugljikov dioksid iz uzorka prolazit će kroz membranu sve dotle dok se ne uspostavi ravnoteža između parcijalnih tlakova CO2 u vanjskoj i unutrašnjoj otopini. Difuzija CO2 kroz membranu utječe na koncentraciju hidronijevog iona u unutrašnjoj otopini prema reakciji
Koncentracija H+ iona u unutrašnjoj otopini mjeri se staklenom elektrodom. Unutrašnja otopina sadrži visoku koncentraciju natrijeva bikarbonata (npr. 0.1 mol/L NaHCO3) kako bi količina bikarbonata ostala konstantna tijekom mjerenja.
Kalomel elektroda referentna je elektroda temeljena na polureakciji
Tablica: Ovisnost potencijala kalomel elektrode o temperaturi i koncentraciji KCl prema standardnoj vodikovoj elektrodi
potencijal prema SHE / V | |||
---|---|---|---|
t / °C | 0.1 mol dm-3 | 3.5 mol dm-3 | zasić. otop. |
15 | 0.3362 | 0.254 | 0.2511 |
20 | 0.3359 | 0.252 | 0.2479 |
25 | 0.3356 | 0.250 | 0.2444 |
30 | 0.3351 | 0.248 | 0.2411 |
35 | 0.3344 | 0.246 | 0.2376 |
Uvjetni ili formalni elektrodni potencijal (E°’) jednak je elektrodnom potencijalu (E) kada su ukupne koncentracije oksidiranog i reduciranog oblika u svim njihovim oblicima u otopini jednake jedinici. Uvjetni elektrodni potencijal obuhvaća utjecaje reakcija koje izravno ne sudjeluju u izmjeni elektrona, ali dovode do promjene ionske jakosti, promjene pH, hidrolize, kompleksiranja, taloženja itd.
Pri 298 K (25 °C) i pretvarajući prirodne logaritme u dekadske, možemo Nernstovu jednadžbu za elektrodni potencijal pisati kao
Kapajuća živina elektroda (KŽE ili DME) radna je elektroda koja se koristi u polarografiji. Kod ove elektrode živa kontinuirano kapa iz spremnika kroz kapilaru (unutarnjeg promjera 0.03 do 0.05 mm) u otopinu. Optimalni razmak između dvije kapi za većinu analiza iznosi između 2 i 5 s. Jedinstvena prednost upotrebe KŽE kao radne elektrode je stalna obnova elektrodne površine pa elektrodni proces uvijek teče na čistoj površini konstantnog sastava.
Elektrode prvog reda jesu metalne elektrode uronjene u otopinu vlastitih iona (npr. srebro uronjeno u otopinu srebrova nitrata). Ravnotežni potencijal je funkcija koncentracije (točnije aktiviteta) metalnih kationa u otopini (vidi Nernstova jednadžba za elektrodni potencijal).
Elektrode drugog reda jesu metalne elektrode kojima je ravnotežni potencijal funkcija koncentracije aniona u otopini. Primjer su srebro/srebrov klorid i kalomelova elektroda. U obiju je elektroda metal prekriven svojom teško topljivom soli i uronjen u otopinu koja sadrži isti anion kao i teško topljiva sol. Na taj način je koncentracija kationa metala, odnosno elektrodni potencijal, određena koncentracijom aniona preko produkta topljivosti teško topljive soli.
Elektrode trećeg reda jesu metalne elektrode kojima je elektrodni potencijal funkcija koncentracije nekog drugog kationa, ali ne kationa metala od kojeg je elektroda. U ovom slučaju metal je u kontaktu s dvije teško topljive soli (jedna ima kation metala elektrode, a druga ima kation kojemu trebamo odrediti koncentraciju, a obje soli imaju isti anion) uronjene u otopinu soli drugog metala (npr. cink--cinkov oksalat--kalcijev oksalat-- otopina kalcijeve soli). Potencijal ove elektrode ovisi o koncentraciji njenog kationa u otopini, ali njegova je koncentracija kontrolirana koncentracijom aniona preko produkta topljivosti. Koncentracija zajedničkog aniona opet je u ovisnosti o koncentraciji kationa druge teško topljive soli. Ove su elektrode vrlo trome i nestabilne što je posljedica serije ravnoteža koje se moraju uspostavit prije nego što se dobije stabilni potencijal.
Elektrodepozicija, odnosno elektrotaloženje postupak je taloženja čvrstog materijala na elektrodnu površinu elektrolizom. Postoji jako puno postupaka elektrodepozicije metala. Ovaj postupak ne koristi se samo za elektrodepoziciju metala nego i za formiranje oksida anodnom oksidacijom (npr. magnezijev oksid i olovni(IV) oksid).
Generalić, Eni. "Ion selektivne elektrode." Englesko-hrvatski kemijski rječnik & glosar. 29 June 2022. KTF-Split. {Datum pristupa}. <https://glossary.periodni.com>.
Glosar
Periodni sustav