포화 칼로멜 전극

포화 칼로멜 전극(, SCE)은 원소 수은과 염화 수은(I) 사이의 반응을 기반으로 하는 기준 전극이다. 이 전극은 염화 은 전극으로 널리 대체되었지만, 칼로멜 전극은 더 견고하다는 평판을 가지고 있다. 수은 및 염화 수은(I)(Hg2Cl2, "칼로멜")과 접촉하는 수용액은 물에 녹인 염화 칼륨의 포화 용액이다. 이 전극은 일반적으로 다공성 프리트(때로는 염다리에 연결됨)를 통해 다른 전극이 담겨 있는 용액에 연결된다.

전지 표기법에서 이 전극은 다음과 같이 작성된다.

{Cl^-}(4M) | {Hg2Cl2(s)} | {Hg(l)} | Pt

 전기분해 이론 
 용해도곱 
이 전극은 다음 산화환원 반응을 기반으로 한다.

이 반쪽 반응들은 다음 반응으로 균형을 이룰 수 있다.
.
이것은 용해 평형의 평형 상수인 용해도곱을 가지는 침전 반응으로 단순화될 수 있다.

이 반쪽 반응에 대한 네른스트 식은 다음과 같다.

균형 반응에 대한 네른스트 식은 다음과 같다.

여기서 E0은 반응에 대한 표준 전극 전위이고 aHg는 수은 양이온에 대한 활동도이다.

평형 상태에서,
, 또는 이와 동등하게 .
이 등식은 용해도곱을 찾는 것을 가능하게 한다.

높은 염화 이온 농도로 인해 수은 이온([Hg2^2+]) 농도는 낮다. 이는 사용자 및 기타 수은 문제에 대한 수은 중독 위험을 줄인다.

 SCE 전위 

이 방정식의 유일한 변수는 염화 음이온의 활동도(또는 농도)이다. 그러나 내부 용액이 염화 칼륨으로 포화되어 있으므로, 이 활동도는 염화 칼륨의 용해도에 의해 고정되며, 이는 이다. 이것은 SCE에게 20 °C에서 표준 수소 전극 대비 +0.248 V, 25 °C에서 표준 수소 전극 대비 +0.244 V의 전위를 제공하지만, 염화물 용액이 포화되지 않은 경우에는 약간 더 높다. 예를 들어, 3.5M KCl 전해질 용액은 25°C에서 표준 수소 전극 대비 +0.250 V의 증가된 기준 전위를 가지는 반면, 1 M 용액은 동일한 온도에서 +0.283 V의 전위를 가진다.

 적용 
SCE는 pH 측정, 순환 전압전류법 및 일반 수성 전기화학에 사용된다.

이 전극과 은/염화 은 기준 전극은 동일한 방식으로 작동한다. 두 전극 모두 금속 이온의 활동도는 금속 염의 용해도에 의해 고정된다.

칼로멜 전극은 은/염화 은 전극에 사용되는 은 금속보다 훨씬 큰 건강 위험을 초래하는 수은을 포함한다.

 같이 보기 
 순환 전압전류법
 표준 수소 전극
 표준 전극 전위 표
 기준 전극

 각주 

분류:전극