塩化水銀の参照電極は飽和カロメル電極(SCE)です。
この電極は、飽和塩化カリウム(KCl)溶液中の水銀と塩化水銀(I)(Hg2Cl2)の固体ペーストで構成されています。
SCEはその安定性と堅牢性で知られている。
しかし、水銀を含むため、環境および安全上の懸念から、特定の用途での使用が制限されている。
4つのポイント
SCEの組成と構造
成分:SCEは、カロメルとしても知られる塩化水銀(I)（Hg2Cl2）の層でコーティングされた水銀（Hg）電極で構成されている。これを塩化カリウム（KCl）の飽和溶液に浸します。
飽和溶液:KCl溶液は、電極電位を安定させる塩化物イオンの一定の活性を確保するために飽和状態に保たれる。
多孔質バリア:電極は通常、塩化物イオンの交換を可能にし、電気回路を完成させる多孔性バリアまたは塩橋のあるチューブに収容される。
電気化学反応
酸化還元反応:SCEに関与する半電池反応は、[ 12Hg_2Cl_2(s) + e^- Ⓐ Hg(l) + Cl^-(aq) ]である。この反応は、固体カロメル、元素状水銀、水溶液中の塩化物イオンの間の平衡を示す。
電位の安定性
参考電位:SCEの基準電位は、標準水素電極（SHE）に対して+0.241 Vです。この電位は、塩化物イオンの活性を一定に保つ飽和KCl溶液により、比較的安定しています。
利点:SCEの安定性により、多くの電気化学測定において信頼性の高い参照電極となる。他の参照電極に比べ、温度変化の影響を受けにくい。
用途と限界
一般的な用途:SCEは、pH測定、酸化還元電位測定、その他の分析化学アプリケーションなど、様々な電気化学アプリケーションで広く使用されています。
環境と安全に関する懸念:SCEは水銀を含むため、食品・飲料分析、環境調査、医療用途など特定の分野での使用が制限されています。環境上の危険を軽減するため、適切な廃棄と取り扱いが必要です。
代替オプション:塩化銀電極（Ag/AgCl）は、特に水銀が許容されない用途では、SCEの代替品として好まれることが多い。
メンテナンスと取り扱い
充填済み電極:市販のSCEは通常、飽和KCl溶液があらかじめ充填されており、電極が湿った状態で機能するようになっています。
密閉充填穴:充填穴は、保管中や輸送中の漏れを防ぐために密閉されています。電解液が自由に流れるようにし、液体接合を維持するために、使用前に開ける必要があります。
液体接合の湿潤維持:電解液が試料と接触する液体接合部は、正確で安定した測定値を得るために湿った状態に保つ必要があります。
要約すると、飽和カロメル電極(SCE)は、飽和塩化カリウム溶液中の水銀と塩化水銀(I)から構成される堅牢で安定した参照電極です。
優れた安定性と信頼性を提供する一方で、その使用は水銀に関連する環境と安全性の懸念によって制限されています。
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