قيمة القطب المرجعي لقطب الفضة/كلوريد الفضة (Ag/AgCl) هي 0.197 فولت (V) بالنسبة إلى قطب الهيدروجين القياسي (SHE) عند درجة حرارة 25 درجة مئوية.يتم تحقيق هذه الإمكانية عن طريق نظام الأكسدة والاختزال لسلك فضي مطلي بكلوريد الفضة (AgCl) مغمور في محلول كلوريد البوتاسيوم المشبع (KCl).يُستخدم قطب Ag/AgCl على نطاق واسع نظرًا لثباته وقابليته للتكرار وسهولة استخدامه، مما يجعله خيارًا شائعًا في القياسات الكهروكيميائية.
شرح النقاط الرئيسية:
-
ما هو القطب المرجعي Ag/AgCl؟
- يتكون القطب المرجعي Ag/AgCl من سلك فضي مغطى بكلوريد الفضة (AgCl) ومغمور في محلول كلوريد البوتاسيوم المشبع (KCl).
- يعمل القطب على أساس تفاعل الأكسدة والاختزال بين الفضة (Ag) وكلوريد الفضة (AgCl)، الذي يحافظ على إمكانات مستقرة ومحددة جيدًا.
- وتسمح الوصلة (المصنوعة من مواد مثل السيراميك أو القطن أو التفلون) بتسرب كمية صغيرة من محلول التعبئة الداخلية إلى العينة، مما يضمن التلامس الكهربائي والحفاظ على إمكانات مستقرة.
-
لماذا تكون إمكانات Ag/AgCl مستقرة؟
- ينشأ استقرار جهد القطب الكهربائي Ag/AgCl من النشاط الثابت لمكونات نظام الأكسدة والاختزال (أيونات Ag وAgCl وCl- في محلول KCl المشبع).
- ويتميز القطب الكهربائي بأنه "ذو وضع جيد"، ما يعني أنه يمكنه الحفاظ على جهد ثابت حتى لو تدفق تيار صغير عبره.
- ويضمن محلول كلوريد الكالسيوم المشبع تركيز أيون كلوريد ثابت، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على جهد القطب.
-
قيمة القطب المرجعي للقطب الكهربائي Ag/AgCl
- الجهد القياسي لقطب Ag/AgCl هو 0.197 فولت بالنسبة إلى قطب الهيدروجين القياسي (SHE) عند 25 درجة مئوية.
- تُشتق هذه القيمة من معادلة نيرنست، التي تصف العلاقة بين جهد القطب وأنشطة الأنواع المشاركة في تفاعل الأكسدة والاختزال.
- يمكن أن تختلف الإمكانات قليلاً اعتمادًا على عوامل مثل درجة الحرارة وتركيز محلول كلوريد الكالسيوم والتصميم المحدد للقطب الكهربائي.
-
مزايا الأقطاب الكهربية المرجعية Ag/AgCl
- الاستقرار: يحافظ قطب Ag/AgCl على إمكانات مستقرة بمرور الوقت، مما يجعله موثوقًا للقياسات طويلة الأجل.
- قابلية الاستنساخ: إمكانات القطب الكهربائي قابلة للتكرار بدرجة كبيرة، مما يضمن نتائج متسقة عبر قياسات متعددة.
- سهولة الاستخدام: على عكس الأقطاب الكهربائية القائمة على الزئبق (على سبيل المثال، أقطاب كالوميل)، فإن أقطاب Ag/AgCl أكثر أمانًا وأكثر صداقة للبيئة.
- قابلية تطبيق واسعة: تتوافق أقطاب Ag/AgCl مع مجموعة متنوعة من العينات وإعدادات القياس.
-
العوامل المؤثرة على جهد القطب الكهربائي
- درجة الحرارة: تعتمد إمكانات قطب Ag/AgCl على درجة الحرارة.للحصول على قياسات دقيقة، من الضروري حساب التغيرات في درجة الحرارة.
- تركيز كلوريد الكلوريد: يتأثر جهد القطب الكهربي بتركيز أيونات الكلوريد في المحلول.ويُستخدَم عادةً محلول كلوريد كلوريد الكالسيوم المشبَّع لضمان إمكانات مستقرة ومحددة جيداً.
- إمكانات الوصلة: يمكن أن يؤدي التقاطع بين القطب والعينة إلى حدوث فرق جهد صغير، وهو ما يجب تقليله لتجنب أخطاء القياس.
-
مقارنة مع أقطاب مرجعية أخرى
- قطب الهيدروجين القياسي (SHE): القطب الكهربائي الهيدروجيني القياسي (SHE) هو القطب المرجعي الأساسي ذو إمكانات محددة تبلغ 0 فولت، إلا أنه غير عملي للاستخدام الروتيني بسبب تعقيده والحاجة إلى إمدادات غاز الهيدروجين.
- قطب الكالوميل المشبع (SCE): تبلغ إمكانات القطب الكالوميل المشبع حوالي 0.241 فولت مقابل SHE عند درجة حرارة 25 درجة مئوية.وفي حين أنه مستقر، فإن استخدام الزئبق يجعله أقل استحساناً مقارنةً بأقطاب Ag/AgCl.
- قطب الزئبق/أكسيد الزئبق: يستخدم هذا القطب في المحاليل القلوية ولكنه أقل شيوعًا بسبب سمية الزئبق.
-
تطبيقات الأقطاب الكهربائية المرجعية Ag/AgCl
- قياسات الأس الهيدروجيني: يشيع استخدام أقطاب Ag/AgCl كأقطاب مرجعية في مقاييس الأس الهيدروجيني.
- المجسات الكهروكيميائية: تُستخدم في العديد من أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، بما في ذلك الأقطاب الكهربائية الانتقائية للأيونات وأجهزة الاستشعار الحيوية.
- دراسات التآكل: تستخدم أقطاب Ag/AgCl في مراقبة التآكل ودراسات التحليل الطيفي للمعاوقة الكهروكيميائية (EIS).
- الأجهزة الطبية: يتم استخدامها في التطبيقات الطبية، مثل تخطيط كهربية القلب (ECG) وأجهزة استشعار الجلوكوز.
من خلال فهم مبادئ وخصائص القطب المرجعي Ag/AgCl، يمكن للمستخدمين ضمان إجراء قياسات كهروكيميائية دقيقة وموثوقة في مجموعة واسعة من التطبيقات.
جدول ملخص:
| الجانب الرئيسي | التفاصيل |
|---|---|
| قيمة القطب المرجعي | 0.197 فولت مقابل SHE عند 25 درجة مئوية |
| التركيب | سلك فضي مغطى ب AgCl، مغمور في محلول كلوريد الكالسيوم المشبع |
| الاستقرار | يحافظ على إمكانات مستقرة بسبب نشاط نظام الأكسدة والاختزال المستمر |
| التطبيقات | قياسات الأس الهيدروجيني، أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية، دراسات التآكل، الأجهزة الطبية |
| المزايا | مستقرة وقابلة للتكرار وآمنة وصديقة للبيئة |
ضمان دقة القياسات الكهروكيميائية باستخدام أقطاب Ag/AgCl- اتصل بخبرائنا اليوم لمزيد من المعلومات!
