Kalomelielektrodi

Kalomelielektrodi on elektrodi, jota käytetään vertailuelektrodina useissa sähkökemiallisissa mittauksissa.

Rakenne ja toiminta
Kalomelielektrodi koostuu lasisesta ulkokuoresta, jonka sisällä on kaliumkloridiliuosta. Liuos voi olla kylläistä tai molaarisuudeltaan 3,5M tai 0,5M. Kylläistä liuosta käyttävät elektrodit ovat yleisimpiä, koska tällöin kloridi-ionien konsentraatio pysyy vakiona, vaikka osa nesteestä pääsisikin haihtumaan elektrodin sisältä. Elektrodin päässä on huokoinen keraaminen tulppa, joka toimii suolasiltana. Kaliumkloridiliuokseen on upotettu lasiputki, jossa on nestemäistä elohopeametallia ja elohopea(I)kloridia eli kalomelia. Putki on yhteydessä kaliumkloridiliuokseen platinalangan välityksellä.

Kalomelielektrodissa tapahtuva elektrodireaktio on:
½ Hg2Cl2(s) + e- → Hg(l) + Cl-

Tämän reaktion standardipotentiaali on +0,268V, mutta käytettäessä kylläistä kaliumkloridiliuosta on potentiaali hieman alhaisempi, +0,241V.

Käyttö
Kalomelielektrodia käytetään vertailuelektrodina muun muassa pH-mittauksissa ja voltammetriassa. Elektrodi soveltuu käytettäväksi erityisen hyvin happamissa olosuhteissa.

Kalomelielektrodista voidaan tehdä erilaisia muunnoksia esimerkiksi käytettäessä litiumkloridia kaliumkloridin tilalla soveltuu se paremmin käytettäväksi orgaanisissa liuottimissa tapahtuviin mittauksiin. Jos tutkittava näyte ei saa olla kontaktissa kloridi-ionien kanssa, sijoitetaan kaliumkloridiliuos ulomman kaliumnitraatilla täytetyn elektrodin sisään. Näissä tilanteissa voidaan käyttää myös elohopea-elohopeasulfaatti-elektrodeja.

Kalomelielektrodin ongelmana on, että huokoinen suolasilta voi tukkeutua. Jos elektrodin sisään pääsee happipitoista ilmaa, voi se aiheuttaa korroosioita elohopeaelektrodissa. Epävakaata vastetta voi aiheuttaa myös Hg+-ionien disproportioituminen elohopeaksi ja Hg2+-ioneiksi. Elektrodissa käytettävä elohopea ja elohopea(I)kloridi ovat myös myrkyllisiä, minkä vuoksi elektrodi voidaan korvata useissa sovelluksissa hopea-hopeakloridielektrodilla.

Lähteet

Sähkökemia

ja:基準電極#カロメル電極