ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್

ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ದತ್ತವಿಭವವಿದ್ದು ಒಂದು ನಿರ್ದೇಶೀ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಆಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್.
ಪ್ರತಿಯೊಂದು ವಿದ್ಯುತ್ ಕೋಶದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಎರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡುಗಳಿರುತ್ತವೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತೊಂದನ್ನು ಆನೋಡ್ ಆಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ. ಇಂಥ ಕೋಶದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಕ ಶಕ್ತಿ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಮೋಟಿವ್ ಫೋರ್ಸ್) ಇವೆರಡು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಿಭವಗಳ ಬೈಜಿಕ ಮೊತ್ತಕ್ಕೆ ಸಮ. ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶದ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಿನ ಏಕಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ವಿಭವವನ್ನು (ಸಿಂಗಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್) ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬೇಕಾದರೆ ಆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡನ್ನು ಒಂದು ಶಿಷ್ಟ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಿನ ಜೊತೆಗೂಡಿಸಿ ವಿದ್ಯತ್ಕೋಶವೊಂದನ್ನು ತಯಾರಿಸಬೇಕು. ಇದರ ವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋಮೀಟರ್ ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಅಳೆಯಬಹುದು. ಶಿಷ್ಟ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಿನ ಏಕಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಿಭವವನ್ನು ಶೂನ್ಯವೆಂದಿಟ್ಟುಕೊಂಡರೆ ಅಳೆದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಕ ಶಕ್ತಿಯೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಿಭವಕ್ಕೆ ಸಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಜಲಜನಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡನ್ನು ಶಿಷ್ಟ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ. ಆದರೆ ಇದರ ತಯಾರಿಕೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಕಠಿಣವಾದ್ದರಿಂದ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡನ್ನು ದ್ವಿತೀಯ ಮಾನಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಾಗಿ ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ಇದಕ್ಕೆ ಹಲವಾರು ರೂಪಗಳಿದ್ದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದೆ. ಇಲ್ಲಿ ಗಾಜಿನ ಪಾತ್ರೆ ಗೆ ಪಾಶ್ರ್ವ ಬಾಹು ಃಯನ್ನು ಸೇರಿಸಿದೆ. ಪಾತ್ರೆಯ ತಳದಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧ ಪಾದರಸ, ಅದರ ಮೇಲೆ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ (Hg2Cl2) ಮತ್ತು ಪಾದರಸದ ಗಂಜಿಯನ್ನಿಟ್ಟಿದೆ. ಉಳಿದ ಜಾಗದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲಿನಲ್ಲಿ ಸಂತೃಪ್ತಗೊಳಿಸಿರುವ ಪೊಟಾಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣ ತುಂಬಿದೆ. ಆಮೇಲೆ ಒಂದು ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡನ್ನು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿರುವ ಪಾದರಸದಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಿಡಬೇಕು. ಪಾಶ್ರ್ವ ಬಾಹು ಃಯನ್ನು ಯಾವಾಗಲೂ ಪೊಟಾಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣವಿರುವ ಸೀಸೆಯೊಂದರಲ್ಲಿ ಮುಳುಗಿಸಬೇಕು. ಈ ರೀತಿ ತಯಾರಿಸಿದ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಿಭವ ಪೊಟಾಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣದ ಸಾರದ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಈ ದ್ರಾವಣದ ಸಾರ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆಲ್ಲ ವಿಭವ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ. ಕೋಶ ಸಂಕೇತದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು(ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡು) ಈ ರೀತಿ ಬರೆಯಲಾಗಿದೆ:
ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋೀಡಿನ ವಿಭವ ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ ಪ್ರಯೋಗಶಾಲೆಯ ಉಷ್ಣತೆಯ ಮೇಲೂ ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚಿದಂತೆಲ್ಲ ವಿಭವ ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತದೆ. ಘನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ದ್ರವ ಇತರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗಳ ವಿಭವಗಳನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬೇಕಾದರೆ ಅವನ್ನು ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಜೊತೆಗೆ ಸೇರಿಸಿ ಒಂದು ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶವನ್ನು ರಚಿಸಬೇಕು. ಇದನ್ನು ಚಿತ್ರ 2 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಇಟ್ಟಿರುವ ದ್ರಾವಣಕ್ಕೂ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಿನಲ್ಲಿರುವ ಪೊಟಾಸಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣಕ್ಕೂ ಸಂಪರ್ಕ ಒದಗಿಸಲು ಲವಣಸೇತುವೆಯನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಬೇಕು. ಈ ವಿದ್ಯುತ್ಕೋಶದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾಹಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದು ಅದರಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಿನ ವಿಭವವನ್ನು ಕಳೆದರೆ ಉಳಿಯುವುದೇ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡಿನ ವಿಭವ.
ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಸಿದ್ಧಾಂತ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ಕರಗುವ ಉತ್ಪನ್ನ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ರೆಡಾಕ್ಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ
ಅರ್ಧ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸಬಹುದು
- .
ಇದನ್ನು ಕರಗುವ ಉತ್ಪನ್ನದ ಸಮತೋಲನ ಸ್ಥಿರಾಂಕದೊಂದಿಗೆ ಅವಕ್ಷೇಪನ ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಸರಳೀಕರಿಸಬಹುದು .
ಈ ಅರ್ಧ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಸಮೀಕರಣಗಳು :
ಸಮತೋಲಿತ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಸಮೀಕರಣವು :
ಇಲ್ಲಿ E 0 ಎಂಬುದು ಕ್ರಿಯೆಗೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ವಿಭವವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು Hg ಎಂಬುದು ಪಾದರಸ ಕ್ಯಾಟಯಾನಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯಾಗಿದೆ .
ಸಮತೋಲನದಲ್ಲಿ,
- ,
- , ಅಥವಾ ಸಮಾನವಾಗಿ.
. ಈ ಸಮಾನತೆಯು ಕರಗುವ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ನಮಗೆ ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.
ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಪಾದರಸ ಅಯಾನುಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ () ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಇದು ಬಳಕೆದಾರರಿಗೆ ಪಾದರಸ ವಿಷದ ಅಪಾಯವನ್ನು ಮತ್ತು ಇತರ ಪಾದರಸದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
SCE ಸಾಮರ್ಥ್ಯ
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]ಈ ಸಮೀಕರಣದಲ್ಲಿರುವ ಏಕೈಕ ವೇರಿಯೇಬಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅಯಾನಿನ ಚಟುವಟಿಕೆ (ಅಥವಾ ಸಾಂದ್ರತೆ). ಆದರೆ ಒಳಗಿನ ದ್ರಾವಣವು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ನೊಂದಿಗೆ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ , ಈ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ನ ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ ನಿಗದಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅದು: 342 ಗ್ರಾಂ/ಲೀ/74.5513 ಗ್ರಾಂ/ಮೋಲ್ = 20 °C ನಲ್ಲಿ 4.587 M. ಇದು SCE ಗೆ 20 °C ನಲ್ಲಿ SHE ವಿರುದ್ಧ +0.248 V ಮತ್ತು 25 °C ನಲ್ಲಿ SHE ವಿರುದ್ಧ +0.244 V ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣವು ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇದ್ದಾಗ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.,[೧] ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 3.5M KCl ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ದ್ರಾವಣವು 25 °C ನಲ್ಲಿ SHE ವಿರುದ್ಧ +0.250 V ಹೆಚ್ಚಿದ ಉಲ್ಲೇಖ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೆ,1 M ದ್ರಾವಣವು ಅದೇ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ +0.283 V ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ.
ಉಪಯೋಗಗಳು
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]SCE ಅನ್ನು pH ಮಾಪನ, ಸೈಕ್ಲಿಕ್ ವೋಲ್ಟಾಮೆಟ್ರಿ ಮತ್ತು ಸಾಮಾನ್ಯ ಜಲೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಸ್ಟ್ರಿಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ .
ಈ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಮತ್ತು ಬೆಳ್ಳಿ/ಬೆಳ್ಳಿ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಉಲ್ಲೇಖ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಒಂದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ. ಎರಡೂ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಲ್ಲಿ, ಲೋಹದ ಅಯಾನಿನ ಚಟುವಟಿಕೆಯನ್ನು ಲೋಹದ ಉಪ್ಪಿನ ಕರಗುವಿಕೆಯಿಂದ ಸ್ಥಿರಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲೋಮೆಲ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವು ಪಾದರಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದು Ag/AgCl ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಬೆಳ್ಳಿ ಲೋಹಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆರೋಗ್ಯ ಅಪಾಯಗಳನ್ನುಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ . ಕ್ಯಾಲೊಮೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡನ್ನು ದ್ರಾವಣಗಳ ಅಳೆಯುವುದಕ್ಕೂ ಮತ್ತು ಪೊಟೆನ್ಷಿಯೋ ಮೀಟರ್ ಅನುಮಾಪನಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ.
ಉಲ್ಲೇಖಗಳು
[ಬದಲಾಯಿಸಿ]
- ↑ Sawyer, Donald T.; Sobkowiak, Andrzej; Roberts, Julian L. (1995). Electrochemistry for Chemists (2nd ed.). Wiley. p. 192. ISBN 978-0-471-59468-0.