सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड

Ag-AgCl संदर्भ इलेक्ट्रोड

चाँदी क्लोराइड इलेक्ट्रोड एक प्रकार का संदर्भ इलेक्ट्रोड है, जिसका उपयोग आमतौर पर इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री मापन में किया जाता है। पर्यावरणीय कारणों से इसने संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड को व्यापक रूप से बदल दिया है। उदाहरण के लिए, यह आमतौर पर पीएच मीटर में आंतरिक संदर्भ इलेक्ट्रोड होता है और इसे अक्सर कमी संभावित माप में संदर्भ के रूप में उपयोग किया जाता है। उत्तरार्द्ध के एक उदाहरण के रूप में, सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड समुद्री जल वातावरण में कैथोडिक संरक्षण जंग नियंत्रण प्रणालियों के परीक्षण के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला संदर्भ इलेक्ट्रोड है।

इलेक्ट्रोड एक प्रतिवर्ती [[रेफ्रेन्स इलेक्ट्रोड]] के रूप में कार्य करता है और संतुलन ठोस (एस) चांदी धातु (एजी_(s)) और इसका ठोस नमक-सिल्वर क्लोराइड (AgCl_(s), जिसे सिल्वर (I) क्लोराइड भी कहा जाता है) दी गई सांद्रता के क्लोराइड घोल में।

इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री सेल नोटेशन में, सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड को KCl 3 M के इलेक्ट्रोलाइट सॉल्यूशन के रूप में लिखा जाता है:

{\ce {{Ag(s)}\ |\ {AgCl(s)}\ |\ KCl\ (3M)}}

संबंधित अर्ध-प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार प्रस्तुत किया जा सकता है:

{\ce {Ag+ + e^- <=> Ag(s)}}

{\ce {AgCl(s) + e^- <=> Ag(s) + Cl-}}

या, एक साथ लिखा जा सकता है:^[why?]^{[clarification needed]}^{[citation needed]}

{\ce {AgCl(s) + Ag(s) + e^- <=> Ag(s) + e^- + Cl^- + Ag+}}

जिसे सरल बनाया जा सकता है:

{\ce {AgCl(s) <=> Ag+ + Cl^-}}

यह प्रतिक्रिया एक प्रतिवर्ती प्रतिक्रिया है और तेजी से इलेक्ट्रोड कैनेटीक्स द्वारा विशेषता है, जिसका अर्थ है कि रिडॉक्स प्रतिक्रिया की 100% दक्षता के साथ इलेक्ट्रोड के माध्यम से पर्याप्त उच्च वर्तमान (बिजली) पारित किया जा सकता है (कैथोडिक रसायन के साथ-साथ एजी धातु की एनोडिक ऑक्सीकरण और घुलनशीलता) की कमी और जमाव (रसायन विज्ञान)। Ag⁺
Ag तार की सतह पर Ag धातु के रूप में आयन)। प्रतिक्रिया 0 और 13.5 के बीच पीएच मानों के समाधान में इन समीकरणों का पालन करने के लिए सिद्ध हुई है।

नीचे Nernst समीकरण गतिविधि (रसायन विज्ञान) या क्लोराइड-आयनों की प्रभावी एकाग्रता पर सिल्वर-सिल्वर (I) क्लोराइड इलेक्ट्रोड की क्षमता की निर्भरता को दर्शाता है:

E=E^{0}-{\frac {RT}{F}}\ln a_{{\ce {Cl-}}}

मानक इलेक्ट्रोड क्षमता ई^{मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड (SHE) के विरुद्ध 0} 0.230 V ± 10 mV है।^{[citation needed]} हालांकि संभावित ब्रोमाइड आयनों के निशान के प्रति बहुत संवेदनशील है जो इसे और अधिक नकारात्मक बनाते हैं। IUPAC समीक्षा पत्र द्वारा दी गई अधिक सटीक मानक क्षमता +0.22249 V है, जिसका मानक विचलन 25 °C पर 0.13 mV है।^[1]

अनुप्रयोग

वाणिज्यिक संदर्भ इलेक्ट्रोड में एक ग्लास या प्लास्टिक ट्यूब इलेक्ट्रोड बॉडी होती है। इलेक्ट्रोड में एक धात्विक चांदी का तार (Ag_(s)) सिल्वर क्लोराइड (AgCl) की एक पतली परत के साथ लेपित, या तो भौतिक रूप से तार को पिघले हुए सिल्वर क्लोराइड में डुबाकर, रासायनिक रूप से तार को केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) में ELECTROPLATING करके^[2] या क्लोराइड विलयन में एनोड पर सिल्वर को ऑक्सीकृत करके विद्युत रासायनिक रूप से।

संदर्भ इलेक्ट्रोड की नोक पर / उसके पास स्थित झरझरा (या रेशेदार) फिल्टर मापा जाने वाले समाधान के बीच एक तरल संपर्क स्थापित करने की अनुमति देता है और सिल्वर क्लोराइड (AgCl) कोटिंग Ag के साथ संतुलन में इलेक्ट्रोलाइट समाधान_(s) सतह। एक विद्युतरोधी तार चांदी की छड़ को मापक यंत्र से जोड़ता है। वाल्टमीटर का नकारात्मक टर्मिनल परीक्षण तार से जुड़ा है।

सिल्वर क्लोराइड सांद्रता को स्थिर करने के लिए इलेक्ट्रोड बॉडी में पोटेशियम क्लोराइड होता है। समुद्री जल में काम करते समय, इस पिंड को हटाया जा सकता है और समुद्री जल की स्थिर लवणता द्वारा क्लोराइड की सघनता तय की जाती है। एक चांदी की क्षमता: मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के संबंध में सिल्वर क्लोराइड संदर्भ इलेक्ट्रोड इलेक्ट्रोलाइट समाधान की संरचना और तापमान पर निर्भर करता है।

**Reference Electrode Potentials**
Electrode	Potential (E⁰ + E_lj)	Temperature coefficient
(Unit) at room temperature	(Volt, V) at 25 °C	(mV/°C) at ~ 25 °C
Standard hydrogen electrode (SHE)	0.000	0.000 ^[3]
Ag/AgCl/saturated KCl	+0.197	+0.214 ^[4]
Ag/AgCl/3.5 mol/kg KCl^[5]	+0.205	?
Ag/AgCl/3.0 mol/kg KCl	+0.210	?
Ag/AgCl/1.0 mol/kg KCl	+0.235	+0.235 ^[4]
Ag/AgCl/0.6 mol/kg KCl	+0.250	?
Ag/AgCl (seawater)	+0.266	?

Notes to this table:
(1) The table data source is NACE International (National Association of Corrosion Engineers),^[6] except where a separate reference is given.
(2) E_lj is the liquid junction potential between the given electrolyte and a reference electrolyte with a molal activity of chloride of 1 mol/kg.

इलेक्ट्रोड में कई विशेषताएं हैं जो इसे क्षेत्र में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती हैं:

स्थिर क्षमता
गैर विषैले घटक
सरल निर्माण
निर्माण करने के लिए सस्ती

वे आमतौर पर संतृप्त पोटेशियम क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट के साथ निर्मित होते हैं, लेकिन कम सांद्रता के साथ उपयोग किया जा सकता है जैसे कि 1 एकाग्रता#molality|mol/kg पोटेशियम क्लोराइड। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता को बदलने से इलेक्ट्रोड क्षमता बदल जाती है। इस प्रकार या तो संतृप्त पोटेशियम क्लोराइड (ऊपर चित्र देखें) के फ्रिट-सील कक्ष में सिल्वर क्लोराइड संदर्भ इलेक्ट्रोड का उपयोग करने के लिए या अर्ध-संदर्भ इलेक्ट्रोड कॉन्फ़िगरेशन के लिए ध्यान रखा जाना चाहिए (बिना फ्रिट या पोटेशियम क्लोराइड जलाशय के सिल्वर क्लोराइड में लेपित सिल्वर वायर) ), सुनिश्चित करें कि स्थिर क्षमता और स्थिर सिल्वर क्लोराइड परत को बनाए रखने के लिए स्थानीय क्लोराइड सांद्रता स्थिर और पर्याप्त रूप से उच्च दोनों है।^[7] सिल्वर क्लोराइड मजबूत पोटेशियम क्लोराइड के घोल में थोड़ा घुलनशील होता है, इसलिए कभी-कभी यह सिफारिश की जाती है कि चांदी के तार से सिल्वर क्लोराइड को अलग करने से बचने के लिए पोटेशियम क्लोराइड को सिल्वर क्लोराइड से संतृप्त किया जाए।

जैविक इलेक्ट्रोड सिस्टम

इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी (ईसीजी) के लिए सिल्वर/सिल्वर क्लोराइड सेंसिंग का उपयोग कर टैब इलेक्ट्रोड^[8]

सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड का उपयोग जैविक इलेक्ट्रोड सिस्टम के कई अनुप्रयोगों द्वारा भी किया जाता है जैसे कि विद्युतहृद्लेख (ईसीजी) और इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (ईईजी) के हिस्से के रूप में बायोमोनीटरिंग सेंसर, और ट्रांसकुटनेऔस विद्युत तंत्रिका उत्तेजना (टीएनएस) में करंट देने के लिए। ऐतिहासिक रूप से, इलेक्ट्रोड को शुद्ध चांदी से या विश्वास करना, निकल, या पीतल (तांबा और जस्ता का एक मिश्र धातु) जैसी धातुओं से चांदी की पतली फिल्म के साथ बनाया गया था। आज के अनुप्रयोगों में, अधिकांश बायोमोनिटरिंग इलेक्ट्रोड सिल्वर/सिल्वर क्लोराइड सेंसर होते हैं, जो सब्सट्रेट (मुद्रण) पर सिल्वर की एक पतली परत की परत चढ़ाकर बनाए जाते हैं, जबकि सिल्वर की बाहरी परत को सिल्वर क्लोराइड में बदल दिया जाता है।^[9]

सिल्वर/सिल्वर क्लोराइड सेंसर ऑपरेशन का सिद्धांत मानव ऊतकों की सतह पर आयन करंट का रूपांतरण है, जिसे विद्युत तार के माध्यम से माप उपकरण तक पहुंचाने के लिए इलेक्ट्रॉन करंट में परिवर्तित किया जाता है। ऑपरेशन का एक महत्वपूर्ण घटक इलेक्ट्रोड और ऊतकों के बीच लगाया जाने वाला इलेक्ट्रोलाइट जेल है। जेल में फ्री क्लोराइड होता है जैसे कि आयन चार्ज को इलेक्ट्रोलाइट समाधान के माध्यम से ले जाया जा सकता है। इसलिए, इलेक्ट्रोलाइट समाधान में मानव ऊतकों के रूप में आयन प्रवाह के लिए समान चालकता होती है। जब आयन करंट विकसित होता है, तो धात्विक चांदी के परमाणु (Ag_(s)) इलेक्ट्रोड का ऑक्सीकरण होता है और यह रिलीज होता है Ag⁺
समाधान के लिए धनायन जबकि डिस्चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉन विद्युत तार के माध्यम से विद्युत आवेश को ले जाते हैं। इसी समय, क्लोराइड आयनों (Cl⁻
) इलेक्ट्रोलाइट विलयन में मौजूद एनोड (सकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड) की ओर जाता है, जहाँ वे सिल्वर क्लोराइड (AgCl) के रूप में अवक्षेपित होते हैं, क्योंकि वे सिल्वर केशन के साथ बंधते हैं (Ag⁺
) एजी पर मौजूद है_(s) इलेक्ट्रोड सतह। प्रतिक्रिया आयन करंट को इलेक्ट्रोलाइट सॉल्यूशन से इलेक्ट्रोड तक जाने की अनुमति देती है जबकि इलेक्ट्रॉन करंट मापने वाले उपकरण से जुड़े विद्युत तार से होकर गुजरता है।^[10]^[11] जब धनायनों और ऋणायनों का असमान वितरण होता है, तो एक छोटा वोल्टेज होगा जिसे अर्ध-सेल क्षमता कहा जाता है जो वर्तमान से जुड़ा होता है। ईसीजी और ईईजी उपकरणों द्वारा उपयोग किए जाने वाले प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) प्रणाली में, आधे सेल की क्षमता और शून्य क्षमता के बीच का अंतर डीसी ऑफसेट के रूप में दिखाया गया है जो एक अवांछनीय विशेषता है। लगभग +222 mV (SHE), कम विद्युत प्रतिबाधा, पारा (तत्व) युक्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड की तुलना में कम विषाक्तता के साथ इसकी कम अर्ध-सेल क्षमता के कारण सिल्वर/सिल्वर क्लोराइड जैविक इलेक्ट्रोड का एक सामान्य विकल्प है।^[10]

ऊंचा तापमान अनुप्रयोग

उचित रूप से निर्मित होने पर, सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड का उपयोग 300 डिग्री सेल्सियस तक किया जा सकता है। सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड का मानक विभव (अर्थात, वह विभव जब क्लोराइड गतिविधि 1 मोल/किग्रा हो) तापमान का एक फलन इस प्रकार है:^[12]

**Temperature dependence of the standard potential (E⁰) of the silver/silver chloride electrode**
Temperature	Potential E⁰ versus SHE at the same temperature
(°C)	(Volt)
25	0.22233
60	0.1968
125	0.1330
150	0.1032
175	0.0708
200	0.0348
225	-0.0051
250	-0.054
275	-0.090

बार्ड एट अल।^[13] तापमान के फलन के रूप में 0 और 95 °C के बीच सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड की मानक क्षमता के लिए निम्नलिखित सहसंबंध दें (जहाँ t °C में तापमान है):

E^{0}(V)=0.23659-\left(4.8564\times 10^{-4}\right)t-\left(3.4205\times 10^{-6}\right)t^{2}-\left(5.869\times 10^{-9}\right)t^{3}

यही स्रोत 25 और 275 °C के बीच उच्च तापमान की क्षमता के लिए भी उपयुक्त है, जो ऊपर दी गई तालिका में डेटा को पुन: प्रस्तुत करता है:

E^{0}(V)=0.23735-\left(5.3783\times 10^{-4}\right)t-\left(2.3728\times 10^{-6}\right)t^{2}

300 डिग्री सेल्सियस का एक्सट्रपलेशन देता है $E^{0}(V)=-0.138\ \mathrm {V}$ .

किसान^[14] 25 और 275 डिग्री सेल्सियस के बीच 0.1 mol/kg KCl समाधान के साथ सिल्वर क्लोराइड इलेक्ट्रोड की क्षमता के लिए निम्नलिखित सुधार देता है, Cl की गतिविधि के लिए लेखांकन⁻ ऊंचे तापमान पर:

E^{0.1\ {\ce {mol/kg\ KCl}}}(V)=0.23735-\left(5.3783\times 10^{-4}\right)t-\left(2.3728\times 10^{-6}\right)t^{2}+\left(2.2671\times 10^{-4}\right)(t+273)

यह भी देखें

रेफ्रेन्स इलेक्ट्रोड
संतृप्त कैलोमेल इलेक्ट्रोड
मानक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड
कॉपर-कॉपर (II) सल्फेट इलेक्ट्रोड
कैथोडिक प्रतिरक्षण
विद्युतपेशीलेखन (विशेष रूप से सतह ईएमजी के लिए उपयोग किए जाने वाले इलेक्ट्रोड)

मिट्टी में उपयोग के लिए वे आमतौर पर संतृप्त पोटेशियम क्लोराइड इलेक्ट्रोलाइट के साथ निर्मित होते हैं, लेकिन कम सांद्रता जैसे 1 एम पोटेशियम क्लोराइड के साथ उपयोग किया जा सकता है। समुद्री जल या क्लोरीन युक्त पीने योग्य पानी में वे आमतौर पर बिना किसी अलग इलेक्ट्रोलाइट के सीधे डूबे रहते हैं। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, इलेक्ट्रोलाइट एकाग्रता को बदलने से इलेक्ट्रोड क्षमता बदल जाती है। सिल्वर क्लोराइड मजबूत पोटेशियम क्लोराइड समाधान में थोड़ा घुलनशील है, इसलिए कभी-कभी यह सिफारिश की जाती है कि पोटेशियम क्लोराइड को सिल्वर क्लोराइड से संतृप्त किया जाए।

संदर्भ

↑ Bates, R.G. and MacAskill, J.B. (1978). "Standard potential of the silver-silver chloride electrode". Pure & Applied Chemistry, Vol. 50, pp. 1701–1706, http://www.iupac.org/publications/pac/1978/pdf/5011x1701.pdf
↑ Detail of Making and Setting up a Microelectrode, University of Denver, http://carbon.cudenver.edu/~bstith/detailelectrode.doc^{[permanent dead link]} (link is obsolete)
↑ Bratsch, Steven G. (1989), "Standard Electrode Potentials and Temperature Coefficients in Water at 298.15 K" (PDF), J. Phys. Chem. Ref. Data, 18 (1): 1–21, Bibcode:1989JPCRD..18....1B, doi:10.1063/1.555839
↑ ^4.0 ^4.1 deBethune, A. J.; Licht, T. S.; Swendeman, N. (1959). "The Temperature Coefficients of Electrode Potentials". Journal of the Electrochemical Society. 106 (7): 616. doi:10.1149/1.2427448.
↑ D.T. Sawyer, A. Sobkowiak, J.L. Roberts, "Electrochemistry for Chemists", 2nd edition, J. Wiley and Sons Inc., 1995.
↑ "NACE International CP Specialist Course Manual"
↑ H.,H. Hassan. M.A.M. Ibrahim., S.S.A.El Rehim., M.A. AminInt., J. Electrochem. Sci., 5 (2010) 278 - 294 Comparative Studies of the Electrochemical Behavior of Silver Electrode in Chloride, Bromide and Iodide Aqueous Solutions http://electrochemsci.org/papers/vol5/5020278.pdf
↑ "CARDEX Electrodes". CARDEX. Retrieved 21 August 2014.
↑ Emma, Salvatore Jr. (8 August 2011). "A Brief Look at ECG Sensor Technology". Medical Design Technology Magazine. Retrieved 20 August 2014.
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↑ Dickter, Cheryl L; Kieffaber, Paul D (20 December 2013). EEG Methods for the Psychological Sciences. SAGE. pp. 14–15. ISBN 9781446296745. Retrieved 21 August 2014.
↑ R.S. Greeley, J. Phys. Chemistry, 64, 652, 1960.
↑ A.J. Bard, R. Parson, J. Jordan, "Standard Potentials in Aqueous Solution", Marcel Dekker, Inc., 1985.
↑ Joseph Farmer, "Waste Package Degradation Expert Elicitation Panel: Input on the Corrosion of CRM Alloy C-22", Lawrence Livermore National Laboratory, report UCRL-ID-130064 "Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information" – Sponsored by OSTI (pdf)

बाहरी संबंध

NACE International Website for Corrosion Professionals

[1] Bates, R.G. and MacAskill, J.B. (1978). "Standard potential of the silver-silver chloride electrode". Pure & Applied Chemistry, Vol. 50, pp. 1701–1706, http://www.iupac.org/publications/pac/1978/pdf/5011x1701.pdf

[2] Detail of Making and Setting up a Microelectrode, University of Denver, http://carbon.cudenver.edu/~bstith/detailelectrode.doc^{[permanent dead link]} (link is obsolete)

[3] Bratsch, Steven G. (1989), "Standard Electrode Potentials and Temperature Coefficients in Water at 298.15 K" (PDF), J. Phys. Chem. Ref. Data, 18 (1): 1–21, Bibcode:1989JPCRD..18....1B, doi:10.1063/1.555839

[:0-4] 4.0 ^4.1 deBethune, A. J.; Licht, T. S.; Swendeman, N. (1959). "The Temperature Coefficients of Electrode Potentials". Journal of the Electrochemical Society. 106 (7): 616. doi:10.1149/1.2427448.

[5] D.T. Sawyer, A. Sobkowiak, J.L. Roberts, "Electrochemistry for Chemists", 2nd edition, J. Wiley and Sons Inc., 1995.

[6] "NACE International CP Specialist Course Manual"

[7] H.,H. Hassan. M.A.M. Ibrahim., S.S.A.El Rehim., M.A. AminInt., J. Electrochem. Sci., 5 (2010) 278 - 294 Comparative Studies of the Electrochemical Behavior of Silver Electrode in Chloride, Bromide and Iodide Aqueous Solutions http://electrochemsci.org/papers/vol5/5020278.pdf

[8] "CARDEX Electrodes". CARDEX. Retrieved 21 August 2014.

[9] Emma, Salvatore Jr. (8 August 2011). "A Brief Look at ECG Sensor Technology". Medical Design Technology Magazine. Retrieved 20 August 2014.

[Lee-10] 10.0 ^10.1 Lee, Stephen; Kruse, John. "Biopotential Electrode Sensors in ECG/EEG/EMG Systems" (PDF). Analog Devices, Inc. Retrieved 21 August 2014. {{cite journal}}: Cite journal requires |journal= (help)

[Dickter-11] Dickter, Cheryl L; Kieffaber, Paul D (20 December 2013). EEG Methods for the Psychological Sciences. SAGE. pp. 14–15. ISBN 9781446296745. Retrieved 21 August 2014.

[12] R.S. Greeley, J. Phys. Chemistry, 64, 652, 1960.

[13] A.J. Bard, R. Parson, J. Jordan, "Standard Potentials in Aqueous Solution", Marcel Dekker, Inc., 1985.

[14] Joseph Farmer, "Waste Package Degradation Expert Elicitation Panel: Input on the Corrosion of CRM Alloy C-22", Lawrence Livermore National Laboratory, report UCRL-ID-130064 "Information Bridge: DOE Scientific and Technical Information" – Sponsored by OSTI (pdf)

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