El electrodo de calomelanos saturado (SCE) es un electrodo de referencia basado en la reacción entre el mercurio elemental y el cloruro de mercurio (I) . Ha sido ampliamente reemplazado por el electrodo de cloruro de plata , sin embargo, el electrodo de calomelanos tiene la reputación de ser más robusto. La fase acuosa en contacto con el mercurio y el cloruro de mercurio (I) (Hg 2 Cl 2 , " calomelanos ") es una solución saturada de cloruro de potasio en agua. El electrodo está normalmente unido mediante una frita porosa a la solución en la que se sumerge el otro electrodo. Esta frita porosa es unapuente de sal .
En notación de celda, el electrodo se escribe como:
Producto de solubilidad
El electrodo se basa en las reacciones redox.
Las medias reacciones se pueden equilibrar con la siguiente reacción
- .
Lo cual se puede simplificar a la reacción de precipitación, con la constante de equilibrio del producto de solubilidad .
Las ecuaciones de Nernst para estas medias reacciones son:
La ecuación de Nernst para la reacción balanceada es:
donde E 0 es el potencial de electrodo estándar para la reacción y un Hg es la actividad del catión de mercurio (la actividad de un líquido de 1 Molar es 1).
En equilibrio,
- , o equivalente .
Esta igualdad nos permite encontrar el producto de solubilidad.
Debido a la alta concentración de iones cloruro, la concentración de iones mercurio () es bajo. Esto reduce el riesgo de intoxicación por mercurio para los usuarios y otros problemas de mercurio.
Potencial de SCE
La única variable en esta ecuación es la actividad (o concentración) del anión cloruro. Pero dado que la solución interna está saturada con cloruro de potasio, esta actividad está fijada por la solubilidad del cloruro de potasio, que es:342 g / L/74,5513 g / mol= 4.587 M @ 20 ° C . Esto le da al SCE un potencial de +0,248 V frente a SHE a 20 ° C y +0,244 V frente a SHE a 25 ° C, [1] pero ligeramente mayor cuando la solución de cloruro está menos que saturada. Por ejemplo, una solución de electrolito de KCl de 3,5 M tiene un potencial de referencia aumentado de +0,250 V frente a SHE a 25 ° C, mientras que una solución de 1 M tiene un potencial de +0,283 V a la misma temperatura.
El SCE se utiliza en medición de pH , voltamperometría cíclica y electroquímica acuosa general .
Este electrodo y el electrodo de referencia de plata / cloruro de plata funcionan de la misma manera. En ambos electrodos, la actividad del ion metálico está fijada por la solubilidad de la sal metálica.
El electrodo de calomelanos contiene mercurio, que presenta riesgos para la salud mucho mayores que el metal plateado utilizado en el electrodo de Ag / AgCl.