銀/塩化銀(Ag/AgCl)電極の基準電極値は、標準水素電極(SHE)に対して0.197ボルト(V)です。 標準水素電極(SHE)に対して0.197ボルト(V) この電位は、塩化銀（AgCl）を塗布した銀線を飽和水素電極（SHE）に浸した酸化還元系によって得られる。この電位は、塩化銀(AgCl)を塗布した銀線を飽和塩化カリウム(KCl)溶液に浸した酸化還元系によって達成される。Ag/AgCl電極は、その安定性、再現性、使いやすさから広く使用されており、電気化学測定における一般的な選択肢となっている。
キーポイントの説明
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Ag/AgCl参照電極とは？
- Ag/AgCl参照電極は、塩化銀(AgCl)を塗布した銀線を飽和塩化カリウム(KCl)溶液に浸したものです。
- この電極は、銀(Ag)と塩化銀(AgCl)の酸化還元反応に基づいて動作し、安定した明確な電位を維持します。
- ジャンクション（セラミック、コットン、テフロンなどの素材でできている）により、内部の充填液が少量サンプルに漏れるため、電気的接触が確保され、安定した電位が維持されます。
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なぜAg/AgClの電位は安定しているのか？
- Ag/AgCl電極の電位が安定しているのは、酸化還元系の成分（飽和KCl溶液中のAg、AgCl、Cl-イオン）が常に活性だからです。
- この電極は、小さな電流が流れても一定の電位を保つことができます。
- 飽和KCl溶液は、電極の電位を維持するために重要な塩化物イオン濃度を一定に保ちます。
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Ag/AgCl電極の基準電位
- Ag/AgCl電極の標準電位は 0.197Vである。 に対して0.197Vである。
- この値は、電極電位と酸化還元反応に関与する種の活性との間の関係を記述するネルンスト方程式から導かれる。
- 電位は、温度、KCl溶液の濃度、電極の具体的な設計などの要因によってわずかに変化します。
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Ag/AgCl参照電極の利点
- 安定性： Ag/AgCl電極は、長期間にわたって安定した電位を維持するため、長期間の測定に信頼性があります。
- 再現性： 電極電位の再現性が高く、複数回の測定で一貫した結果が得られます。
- 使いやすさ： 水銀ベースの電極（例えば、カロメル電極）とは異なり、Ag/AgCl電極はより安全で環境に優しい。
- 幅広い適用性： Ag/AgCl電極は、様々なサンプルや測定セットアップに適合します。
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電極電位に影響する因子
- 温度： Ag/AgCl電極の電位は温度に依存する。正確な測定のためには、温度変化を考慮することが不可欠である。
- KClの濃度： 電極電位は、溶液中の塩化物イオン濃度の影響を受ける。安定した明確な電位を確保するため、通常、飽和KCl溶液が使用される。
- ジャンクション電位： 電極と試料の接合部にはわずかな電位差が生じますが、測定誤差を避けるために最小にする必要があります。
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他の参照電極との比較
- 標準水素電極（SHE）： SHEは、0 Vの電位で定義された一次参照電極です。しかし、その複雑さと水素ガス供給が必要なため、日常的な使用には実用的ではありません。
- 飽和カロメル電極（SCE）： SCEは、25℃で約0.241 V vs SHEの電位を持つ。SCEは安定していますが、水銀を使用しているため、Ag/AgCl電極と比べるとあまり好ましくありません。
- 水銀/酸化水銀電極： この電極はアルカリ溶液で使用されるが、水銀の毒性のためあまり一般的ではない。
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Ag/AgCl参照電極の用途
- pH測定： Ag/AgCl電極は、pHメーターの基準電極として一般的に使用されています。
- 電気化学センサー イオン選択電極やバイオセンサーなど、様々な電気化学センサーに使用されている。
- 腐食研究： Ag/AgCl電極は、腐食モニタリングや電気化学インピーダンス分光法（EIS）研究に採用されています。
- 医療機器： 心電図(ECG)やグルコースセンサーなどの医療用途に使用されています。
Ag/AgCl参照電極の原理と特性を理解することで、ユーザーは幅広いアプリケーションにおいて正確で信頼性の高い電気化学測定を行うことができます。
総括表
| 主な側面 | 詳細 |
|---|---|
| 参照電極値 | 0.197 V vs SHE at 25°C |
| 組成 | 銀線をAgClで被覆し、飽和KCl溶液に浸漬したもの。 |
| 安定性 | 一定の酸化還元系活性により安定した電位を維持 |
| 用途 | pH測定、電気化学センサー、腐食研究、医療機器 |
| 利点 | 安定性、再現性、安全性、環境にやさしい |
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