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醌氢醌电极是一种广泛用于电化学分析中的指示电极,它通过监测溶液中醌氢醌的氧化还原反应来推算pH值。本文将简要介绍醌氢醌电极计算pH的原理及具体方法。
总结来说,醌氢醌电极的工作原理是基于溶液中的醌氢醌与H+之间的氧化还原反应。在酸性环境中,醌氢醌主要以氧化态存在;而在碱性环境中,则主要以还原态存在。通过测量电极电势的变化,可以计算出溶液的pH值。
详细地,醌氢醌电极由一个醌氢醌敏感膜和一个参比电极组成。敏感膜中填充有醌氢醌,其氧化还原反应如下:
QH2 → Q + 2H+ + 2e-
该反应的Nernst方程为:
E = E0 - (RT/nF) * ln([Q]/[QH2])
其中,E是电极电势,E0是标准电极电势,R是气体常数,T是绝对温度,n是电子转移数,F是法拉第常数,[Q]和[QH2]分别是醌和氢醌的浓度。
为了计算pH值,我们可以利用已知的不同pH值下的醌氢醌浓度比值,制作一个标准曲线。在实际测量中,通过测量电极电势,查找或计算对应的醌氢醌浓度比值,然后根据标准曲线推算出溶液的pH值。
最后,使用醌氢醌电极计算pH值的过程简单总结如下:首先,准备标准曲线;其次,测定未知溶液的电极电势;最后,根据标准曲线将电极电势转换为pH值。
醌氢醌电极因其准确性和稳定性,在工业和实验室中得到了广泛的应用。