Elektroda srebrowa

Elektroda srebrowa – elektroda zbudowana z metalicznego srebra (Ag); jest elektrodą pierwszego rodzaju stosowaną w potencjometrii jako elektroda wskaźnikowa czuła na jony srebrowe, np. w czasie oznaczania stężenia jonów Ag⁺ lub potencjometrycznego miareczkowania roztworów halogenków (chlorków, bromków, jodków) mianowanymi roztworami azotanu srebra.

Potencjał elektrody

Na granicy między badanym roztworem i powierzchnią elektrody ustala się równowaga:

$Ag\rightleftarrows Ag^{+}+e^{-}$

Klasyczne równanie Nernsta w postaci:

$E=E^{0}+{\frac {RT}{zF}}\cdot \ln {\frac {\Pi a_{\mbox{prod}}}{\Pi a_{\mbox{sub}}}}$

gdzie:

R – stała gazowa,

F – stała Faradaya,

T – temperatura, K

a – aktywności produktów i substratów w roztworze

upraszcza się w tym przypadku do postaci:

$E=E^{0}+0{,}0591\cdot \log[{Ag^{+}}]$

Możliwość uproszczenia wynika z założeń:

• aktywność reagentów stałych (Ag) jest równa jedności,
• temperatura T = 298 K,
• stężenie jonów srebrowych jest na tyle małe, że aktywność (a) można zastąpić wartością stężenia [Ag⁺].

Potencjał standardowy $E^{0}$ elektrody srebrowej wynosi 0,8 V.

Przygotowanie elektrody

Elektrodę przygotowuje się umieszczając drucik srebrny o średnicy ok. 1 mm w rurce szklanej w taki sposób, aby na zewnątrz pozostał odcinek o długości ok. 2–3 cm. Drucik bywa zatapiany w szkle lub wklejany odpowiednim kitem. Przed użyciem elektrody jej powierzchnia jest dokładnie oczyszczana; stosuje się np. gorący stężony kwas azotowy, a następnie przemywanie wodą destylowaną.

Zastosowania

Miareczkowanie halogenków roztworem AgNO₃ przebiega analogicznie do miareczkowania kwasu zasadą; w tym przypadku zamiast wartości pH rejestrowane są wartości różnicy między potencjałami elektrody wskaźnikowej i porównawczej

Poglądowym przykładem możliwości stosowania elektrody srebrowej jest użycie jej w prostym laboratoryjnym zestawie z elektrodą szklaną jako elektrodą porównawczą. W zlewce z zakwaszonym roztworem zawierającym bromki (analit) umieszczane są obie elektrody i pręcik mieszadła magnetycznego, po czym elektrody łączy się z pH-metrem (opcja – pomiar potencjału) i włącza mieszadło. W czasie stopniowego wkraplania do zlewki roztworu azotanu srebra obserwuje się zmiany SEM, związane ze zmianami potencjału elektrody srebrowej wskutek zrostu stężenia Ag⁺. Początkowo są to zmiany niewielkie, ponieważ jony srebra wchodzą w reakcję z analitem (powstawanie osadu AgBr↓; zob. argentometria). Potencjał zmienia się bardzo szybko po dodaniu ilości AgNO₃ równoważnej ilości bromków w analizowanej próbce.

W analogiczny sposób można wykonywać oznaczenia stężenia różnych jonów halogenowych, równocześnie występujących w roztworze, co ilustruje np. przykład oznaczania jodków i chlorków w roztworze badanym z użyciem elektrody srebrowej (wskaźnikowa) i elektrody chlorosrebrowej (porównawcza). W czasie stopniowego dodawania roztworu AgNO₃ obserwuje się dwa skoki napięcia, ponieważ obie sole mają różne wartości iloczynu rozpuszczalności (I_r) – pierwszy ze skoków wskazuje moment zakończenia wytrącania się osadu AgI (I_r = 8,5 × 10^-17), a drugi – osadu AgCl (I_r = 1,7 × 10^-10).

Linki zewnętrzne

• M. Tkaczyk: Ćwiczenie 10: Wyznaczanie współczynników aktywności soli trudno rozpuszczalnej metodą pomiaru rozpuszczalności (przykład użycia zestawu elektrody srebrowej i chlorosrebrowej). [w:] Materiały dydaktyczne UŁ (Katedra chemii fizycznej) [on-line]. www.chemia.uni.lodz.pl. [dostęp 2012-10-04]. [zarchiwizowane z tego adresu (2016-03-04)]. (pol.).
• Ogniwa stężeniowe (przykład ogniwa zbudowanego z dwóch elektrod srebrowych). [w:] Chemia ogólna > Chemia dla liceum > Elektrochemia [on-line]. www.chemia.dami.pl. [dostęp 2012-10-04]. [zarchiwizowane z tego adresu (2012-07-07)]. (pol.).
• Potencjometria. [w:] Materiały dydaktyczne UG [on-line]. www.chem.univ.gda.pl. [dostęp 2012-10-03].