Kroplowa elektroda rtęciowa

Kroplowa elektroda rtęciowa (KER, ang. dropping mercury electrode, DME) – elektroda pracująca, stosowana w metodach polarograficznych.

Budowa i zasada działania

KER składa się z kapilary szklanej o średnicy wewnętrznej 0,03–0,1 mm i długości do 10 cm, która jest połączona ze zbiornikiem rtęci. Przepływ rtęci przez kapilarę i wypływanie w postaci kropel, jest determinowane przez ciśnienie hydrostatyczne słupa rtęci.

Równania Poiseuille’a obrazuje zależność wypływającej cieczy od ciśnienia:

${\displaystyle V={\frac {\pi r^{4}tp}{8l\eta }},}$

gdzie:

${\displaystyle V}$ – objętość wypływającej rtęci,

${\displaystyle r}$ – promień kapilary,

${\displaystyle l}$ – długość kapilary,

${\displaystyle \eta }$ – lepkość rtęci,

${\displaystyle p}$ – ciśnienie hydrostatyczne.

Wielkości charakteryzujące KER, to:

• wydajność kapilary – masa rtęci w mg, wypływającej w czasie 1 sekundy,
• czas trwania jednej kropli – okres w sekundach pomiędzy oderwaniem się dwóch kolejnych kropel rtęci.

Czas trwania kropli zależy od wielu czynników, zatem opracowano układy umożliwiające regulację czasu trwania:

1. Powierzchnia kropli jest odnawiana, a produkty elektrolizy usuwane wraz z kroplą.
2. Natężenie prądu jest bardzo małe, ze względu na małą powierzchnię elektrody. Tylko niewielka ilość jonów ulega elektrolizie, więc skład roztworu się nie zmienia.
3. KER, zanurzona w roztworze wodnym, umożliwia badanie w zakresie napięć: od +0,4 V (rozpoczyna się anodowe rozpuszczanie Hg) do –2,6 V (rozpoczyna się elektroliza wody).

Inne rodzaje KER

Pewnymi szczególnymi przypadkami kroplowej elektrody rtęciowej są:

• elektroda rtęciowa w postaci wiszącej kropli, czyli tzw. wisząca kroplowa elektroda rtęciowa^[1] (ang. hanging mercury drop electrode, HMDE),
• statyczna kroplowa elektroda rtęciowa (ang. static mercury drop electrode, SMDE).

Obie powyższe elektrody to elektrody rtęciowe o specjalnej konstrukcji, które umożliwiają prowadzenie procesu woltamperometrycznego na jednej kropli rtęci.

Przypisy

Bibliografia

• Walenty Szczepaniak: Metody instrumentalne w analizie chemicznej. Wyd. 5. Warszawa: Wydawnictwo naukowe PWN, 2008, s. 216–217. ISBN 978-83-01-14210-0.

Linki zewnętrzne

• Hanging mercury drop electrode, HMDE WK 2. Instytut Chemii Fizycznej PAN. [dostęp 2013-06-06]. (ang.).