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제 14 장 전극 및 전위차 측정법
Quantitative Chemical Analysis
8th Ed. - Daniel C. Harris –
약품분석학 II
덕성여대 약학대학
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기준전극(반쪽전지의 일정한 기준전위 가짐)
- 칼로멜전극 (가장 널리 쓰이는 기준전극, 은-염화은 전극)
지시전극(분석물질의 활동도 변화에 감응)
- 기준전극과 지시전극의 구조와 차이를 이해한다
- 일반적인 지시 전극 ; 1)비활성 백금전극, 2) 은전극, 3) 이온 선택성 전극 등
접촉전위
- 두 전해질의 계면에서 형성되는 미량의 접촉전위는 전위차 측정법의 정확도에 대한 한계점이 된다
이온 선택성 전극
- 유리 pH 전극 포함. 전극의 이온교환막과 선택적으로 결합한 어느 한 이온에 주로 감응
- 유리전극을 이용한 pH 전극의 원리를 이해한다.
pH 측정시 오차 ; 알칼리오차, 산오차 등
제 14 장 전극 및 전위차측정법
학습목표
지시 전극 (indicator electrode) : 분석하고자 하는 물질의 활동도에 감응
기준 전극 (reference electrode) : 고정된 기준 전위를 유지
전지의 전압 : 분석하고자 하는 물질의 활동도에 따라서 변하는 전위와 기준 전극의 일정한
전위와의 차이
지시 전극, 기준 전극
출처1
그림 14-1 그림 14-2
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기준 전극 (Reference Electrode)
표준 수소 전극 (Standard Hydrogen Electrode; S.H.E., Normal Hydrogen Electrode; N.H.E. )
- 수소이온의 활동도가 1인 용액에 백금 전극을 담그고 1기압의 수소 기체를 통과시켜
주는 형태의 반쪽 전지
- 만들기가 복잡하기 때문에 실용적이지 못함
출처1 그림 13-7
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기준 전극 (Reference Electrode)
𝑨𝒈/𝑨𝒈𝑪𝒍 기준전극 ; 은–염화은 전극 (Silver–Silver chloride Electrode)
- 𝑲𝑪𝒍과 𝑨𝒈𝑪𝒍로 포화된 용액 속에 𝑨𝒈𝑪𝒍고체가 담겨 있는 형태의 반쪽 전지
출처1
그림 14-1
그림 14-2
그림 14-3
KCl과 AgCl로 포화된 용액 속에 AgCl고체가 담겨 있는 형태의 반쪽 전지
기준 전극 : 은-염화은 전극
𝑨𝒈𝑪𝒍 𝒔 + 𝒆− ⇌ 𝑨𝒈 𝒔 + 𝑪𝒍−
Eo = +0.222 V at ACl– = 1
E = +0.197 V in sat. KCl soln at 25 C
출처2 sat. soln with KCl + AgCl
Salt bridge
Ag wire
AgCl paste
기준 전극 : 칼로멜 전극 (S.C.E)
𝟏𝟐 𝑯𝒈𝟐𝑪𝒍𝟐 𝒔 + 𝒆− ⇌ 𝑯𝒈 𝒍 + 𝑪𝒍−
Eo = +0.268 V at ACl– = 1
E = +0.241 V in sat. KCl soln at 25 C
칼로멜 전극 (Calomel Electrode)
- 수은과 Hg2Cl2의 혼합물이 포화 KCl용액 중에 담겨 있는 형태의 반쪽 전지
출처1
𝐻𝑔
𝐻𝑔, 𝐻𝑔2𝐶𝑙2 + 𝐾𝐶𝑙
sat. 𝐾𝐶𝑙 𝑠𝑜𝑙𝑛.
Salt bridge
출처3
그림 14-5
- Potential change only dependent on one ½ cell concentrations
- Reference electrode is fixed or saturated doesn’t change!
Reference electrode,
[Cl-] is constant Potential of the cell
only depends on
[Fe2+] & [Fe3+]
Pt wire is indicator
electrode whose
potential responds to
[Fe2+]/[Fe3+]
]Cllog[..]Fe[
]Fe[log
..Ecell
0591602220
1
0591607710
3
2
Unknown solution of
[Fe2+] & [Fe3+]
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Overview
Reference Electrodes
출처1
그림 14-1
Observed Voltage is Reference Electrode Dependant - The observed potential depends on the choice of reference electrode
: Silver-silver chloride and calomel have different potentials
- Use Reference Scale to convert between Reference Electrodes
Observed potential relative to SCE
Observed potential relative to Ag|AgCl
Observed potential relative to SHE 9
Reference Electrodes
Electrodes and Potentiometry
출처1
백금 전극 (inert Pt electrode)
- 가장 일반적인 지시 전극으로, 자체는 비활성임
- 용액 내 활성물질에 전자를 주거나 받음
- 표면을 깨끗하게 유지해야 함 (진한 질산용액에 잠깐 담근 후, 증류수 세척)
은 전극 (a silver electrode)
- Responsive to Ag+, halides, and other ions that react with Ag+
이온 선택성 전극 (ion-selective electrode)
- 용액 내의 어떤 특정한 이온에 대해서만 선택적으로 감응하는 전극
- pH 측정을 위해 사용되는 유리 전극
- 산화환원반응이 일어나는 것이 아니고 얇은 막을 통해 특정이온만 감응한다
지시 전극 (Indicator Electrode)
출처
1) 출처1 - Quantitative Chemical Analysis , Daniel C. Harris, 2012 8th Ed
2) 출처2 - http://www.metrohm.com
3) 출처3 - http://www.snipview.com/q/Oxidation_potential
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