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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