Die Kupfer-Kupfer(II)-sulfat-Elektrode ist eine Referenzelektrode erster Art [ 1 ] , die auf der Redoxreaktion zwischen dem Metall Kupfer und seinem Salz Kupfer(II)-sulfat basiert . Sie dient zur Messung des Elektrodenpotenzials und ist die am häufigsten verwendete Referenzelektrode für die Prüfung von kathodischen Korrosionsschutzsystemen [ 2 ] . Die zugehörige Gleichung lautet wie folgt:
- Cu 2+ + 2e − → Cu 0 (Metall)
Diese Reaktion ist durch eine reversible und schnelle Elektrodenkinetik gekennzeichnet, [ 3 ] was bedeutet, dass ein ausreichend hoher Strom durch die Elektrode geleitet werden kann, wobei die Redoxreaktion zu 100 % abläuft ( Auflösung des Metalls oder kathodische Abscheidung der Kupferionen).
Die untenstehende Nernst-Gleichung zeigt die Abhängigkeit des Potentials der Kupfer-Kupfer(II)-sulfat-Elektrode von der Aktivität bzw. Konzentration der Kupferionen:
Das Potential einer Kupfer-Kupfersulfat-Elektrode beträgt +0,314 Volt im Vergleich zur Standard-Wasserstoffelektrode .
Design
Kommerzielle Referenzelektroden bestehen aus einem Kunststoffrohr, das den Kupferstab und eine gesättigte Kupfersulfatlösung enthält. Ein poröser Stopfen an einem Ende ermöglicht den Kontakt mit dem Kupfersulfat -Elektrolyten . Der Kupferstab ragt aus dem Rohr heraus. Die negative Messleitung eines Voltmeters wird an den Kupferstab angeschlossen.
Anwendungen
Eine Kupfer-Kupfer(II)-sulfat-Elektrode wird als eine der Halbzellen in der galvanischen Daniel-Jakobi-Zelle verwendet .
Im Kupfercoulometer werden Kupfer-Kupfer(II)-sulfat-Elektroden verwendet . Es enthält zwei identische Kupferelektroden, die in eine leicht saure , pH-gepufferte Lösung von Kupfer(II)-sulfat eingetaucht sind .
Anmerkungen
Referenzen
- E. Protopopoff und P. Marcus, Potentialmessungen mit Referenzelektroden, Korrosion: Grundlagen, Prüfung und Schutz, Band 13A, ASM-Handbuch, ASM International, 2003, S. 13–16
- A. W. Peabody, Peabody's Control of Pipeline Corrosion, 2. Auflage, 2001, NACE International. ISBN 1-57590-092-0