O elétrodo de calomelano é utilizado como elétrodo de referência secundário devido à sua reversibilidade com os iões cloreto, à sua facilidade de montagem, à sua reprodutibilidade e à sua estabilidade ao longo do tempo e das variações de temperatura.É constituído por moléculas de mercúrio e de cloreto de mercúrio numa solução saturada de KCl, que fixa a atividade dos iões cloreto e mantém uma tensão estável próxima da do elétrodo de hidrogénio padrão (SHE).A sua conceção compacta, a ausência da necessidade de uma ponte salina separada e a comodidade de transporte fazem dele uma escolha prática.No entanto, a sua utilização é limitada pela toxicidade do mercúrio, o que leva à preferência por alternativas menos tóxicas, como o elétrodo de cloreto de prata-prata, em algumas aplicações.
Pontos-chave explicados:
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Reversibilidade com iões cloreto:
- O elétrodo de calomelano é reversível com iões cloreto, o que constitui uma caraterística essencial dos eléctrodos de referência secundários.Esta reversibilidade permite-lhe manter um potencial estável e previsível, tornando-o fiável para medições electroquímicas.
- A reação do elétrodo depende da natureza do elétrodo ao qual está acoplado.Por exemplo, quando actua como elétrodo negativo, a reação de oxidação é: 2Hg(l) + 2Cl-(sat) → Hg2Cl2(s) + 2e-.Inversamente, quando actua como elétrodo positivo, a reação de redução é: Hg2Cl2(s) + 2e- → 2Hg(l) + 2Cl-.
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Facilidade de instalação e manutenção:
- O elétrodo de calomelano é mais fácil de montar e de manter do que o elétrodo de hidrogénio padrão (SHE).É constituído por uma pasta sólida de Hg2Cl2 e mercúrio elementar líquido ligada a uma haste imersa numa solução saturada de KCl.
- A solução saturada de KCl fixa a atividade dos iões de cloreto, permitindo uma troca consistente de iões de cloro e mantendo uma tensão estável perto da SHE.
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Reprodutibilidade e estabilidade:
- O potencial do elétrodo de calomelano não se altera sensivelmente com o tempo ou com ligeiras alterações de temperatura.Esta estabilidade é crucial para medições precisas e reprodutíveis em experiências electroquímicas.
- O design do elétrodo inclui uma ponte de sal poroso para completar o circuito, aumentando ainda mais a sua estabilidade e fiabilidade.
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Design compacto e cómodo:
- O elétrodo de calomelano é compacto e requer pouco espaço, o que o torna conveniente para o transporte e utilização em vários locais.Não necessita de uma ponte salina separada, uma vez que já possui um tubo lateral contendo solução de KCl, o que simplifica a sua configuração e utilização.
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Comparação com outros eléctrodos de referência:
- Embora o elétrodo de calomelano seja amplamente utilizado, é importante notar que alternativas como o elétrodo de cloreto de prata-prata também são populares devido ao seu custo mais baixo e toxicidade reduzida.O elétrodo de cloreto de prata-prata é menos tóxico do que o elétrodo de calomelano, que contém mercúrio, o que o torna uma escolha preferida em algumas aplicações.
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Toxicidade e preocupações ambientais:
- Um dos principais inconvenientes do elétrodo de calomelano é a presença de mercúrio, que é tóxico e apresenta riscos para o ambiente e para a saúde.Isto levou a uma preferência por alternativas menos tóxicas em muitas aplicações modernas, apesar das vantagens do elétrodo de calomelano em termos de estabilidade e facilidade de utilização.
Em resumo, o elétrodo de calomelano é utilizado como elétrodo de referência secundária devido à sua reversibilidade com iões cloreto, facilidade de instalação, reprodutibilidade e estabilidade.No entanto, a sua utilização é limitada pela toxicidade do mercúrio, o que leva à adoção de alternativas menos tóxicas, como o elétrodo de cloreto de prata-prata, em alguns cenários.
Quadro de resumo:
| Caraterística-chave | Descrição |
|---|---|
| Reversibilidade com iões cloreto | Mantém um potencial estável, reacções reversíveis para medições electroquímicas. |
| Facilidade de configuração e manutenção | Conceção simples com pasta de Hg2Cl2, mercúrio e solução saturada de KCl. |
| Reprodutibilidade e estabilidade | Tensão estável ao longo do tempo e da temperatura, garantindo medições exactas. |
| Design compacto e cómodo | Não é necessária uma ponte de sal separada, fácil de transportar e utilizar. |
| Preocupações com a toxicidade | Contém mercúrio, o que acarreta riscos para o ambiente e para a saúde. |
| Alternativas | O elétrodo de cloreto de prata-prata é menos tóxico e muito utilizado nos laboratórios modernos. |
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