Elektrokimyoviy jarayonlar

Standart (solishtirish) elektrodlar
Turli zanjirlarning EYuK ni o‘lchaganda potensiali oson qayta takrorlanadigan va muvozanat qiymatiga tezda еtadigan elektrodlardan keng foydalaniladi. Bunday elektrodlar solish-tirish yoki standart elektrodlar deyiladi. Ularga quyidagi talablar qo‘yiladi:
–ularning potensiallari o‘zgarmaydigan va vodorod elektrodiga nisbatan aniq o‘lchangan bo‘lishi kerak;
–standart elektrodlar potensialining harorat koeffitsienti kam bo‘lishi kerak;
–ushbu elektrodlarning tayyorlanishi oson va arzon bo‘lishi kerak;
–bunday elektrodlarni ishlatish qulay bo‘lishi zarur.
Odatda, standart vodorod elektrodini kalomel elektrodi bilan almashtiriladi. Kalomel elektrodi ikkinchi tur elektrodlarga mansub bo‘lib, u simobdan iborat bo‘ladi va uning usti Hg₂Cl₂ va Hg larning aralashmasi bilan qoplangan bo‘ladi. Elektrolit sifatida KCl ning ma’lum konsentratsiyali (0,1–1,0 n li yoki to‘yingan eritma) eritmasidan foydalaniladi. Simobning ichiga platina simi tushirib qo‘yiladi, u faqat o‘tkazgich vazifasini bajaradi. Kalomel elektrodi zanjiri quyidagicha ifodalanadi:

Hg / Hg₂Cl₂ , KCl(C)
Kalomel elektrodi simob elektrodi hisoblanadi, uning potensiali simob ionlarining aktivligiga bog‘liq. Ammo Hg₂Cl₂ eritmasi to‘yingan bo‘lganligi sababli, a Hg 22  const bo‘ladi va elektrodning potensiali faqat Sl- ionlarining aktivligi bilan belgilanadi. Sl- ionlarining konsentratsiyasi qanchalik yuqori bo‘lsa, ^2Hg₂ ionlarining aktivligi shunchalik kam va elektrodning potensiali shunchalik manfiyroq bo‘ladi. Normal kalomel elektrodi
(CKCl  1) uchun elektrodning potensiali 0,283 V ga teng, ya’ni kalomel elektrodi standart vodorod elektrodiga nisbatan 0,283 V ga musbatroqdir. Agar quyidagi
(- )(Pt )H⁺_a=1 //KCl _CKCl=1, Hg 2Cl 2 /Hg ( +)
zanjirni tuzib uni EYuK ni o‘lchasak, o‘rganilayotgan eritmaning pH ni oson hisoblash mumkin.
Shunday qilib, pH ni o‘lchayotganda standart vodorod elektrodini kalomel elektrodi bilan almashtirish mumkin. Eritmadagi ikkinchi vodorod elektrodini ham o‘zgartirish mumkin, masalan, xingidron elektrodi bilan. Ma’lumki, xingidron elektrodi oksidlovchi–qaytaruvchi elektrodlardandir. U oddiy yarim element bo‘lib, unga pH noma’lum bo‘lgan eritma quyiladi va kam miqdorda xingidron solinadi. Eritmaga o‘tkazgich vazifasini bajaruvchi
platina simi tushiriladi. Bunday elektrodni normal kalomel elektrodi bilan tutashtiriladi va zanjirning EYuK o‘lchanadi. EYuK ni bilgan holda eritmaning pH ni hisoblash mumkin.
Xingidron xinon bilan gidroxinonning ekvimolekulyar birik masidir: C₆H₄O₂  C₆H₄(OH)₂, u suvda yomon eriydi. Eritmada xenon bilan gidroxinon o‘rtasida quyidagi oksidlanish-qaytarilish muvozanati o‘rnatiladi:
C₆H₄(OH)₂  C₆H₄O₂  H₂ ; H₂  2H   2e yoki C₆H₄(OH) ₂  C₆H₄O₂  2H ^{ 2e}
Bu muvozanatda vodorod ionlari qatnashgani sababli, oksidlanish-qaytarilish potensiali eritmaning vodorod ko‘rsatkichi pH ga bog‘liq bo‘ladi. Xin-gidron elektrodini ishqoriy eritmalarda qo‘llash mumkin emas, chunki gidroxinonning ishqoriy tuzlari hosil bo‘lishi natijasida xinon bilan gidroxinonning nisbati ekvimolekulyar bo‘lmay qoladi.
Xinon bilan gidroxinonning nisbati kuchli elektrolit tuzlari ishtirokida ham o‘zgarib qolishi mumkin. Xingidron elektrodi vodorod elektrodga nisbatan oksidlovchilarga chidamli bo‘ladi. Kalomel va xingidron elektrodlaridan iborat bo‘lgan galvanik elementda xingidron elektrodi musbat bo‘ladi. Shunday qilib, xingidron elektrodi o‘zini vodorod elektrodi kabi tutadi, ammo unda standart vodorod elektrodiga o‘xshab atmosfera bosimida emas, balki juda kichik parsial bosimda Pt vodorod bilan to‘yinadi. Shu sababli, xingidron elektrodining potensiali eritmadagi vodorod ionlarining bir xil aktivligida vodorod elektrodining potensialidan 0,7 V ga musbatroqdir.
Hozirgi vaqtda eritmalarning pH ni o‘lchash uchun shisha elektrodlardan (ionselektiv elektrodlar) keng foydalanilmoqda. Ushbu elektrodlar alohida tarkibli shishalardan tayyorlanadi va ularning tarkibiga ko‘p miqdorda ishqoriy metallar kiradi, shuning uchun ular oddiy shishaga nisbatan kichik elektr qarshiligiga ega. Ushbu elektrodda kislotaning konsentrlangan eritmasi bilan
ishlov berilgan juda yupqa shisha to‘siq (membrana) mavjud bo‘lib, bu membranadan eritmaga vodorod ionlari o‘tadi va membrane manfiy zaryadlanadi ( SiO32 ionlari hisobiga). Hosil bo‘ladigan potensiallar farqi eritmadagi vodorod ionlarining aktivligiga bog‘liq. Shisha elektrodining potensiali tez o‘rnatiladi va eritmadagi oksidlovchilar va platina elektrodini zaharlaydigan qator moddalarga bog‘liq emas.
Shisha elektrodining kamchiliklari ham bor, masalan, shisha membrananing yuqori omik qarshiligi EYuK ni o‘lchayotganda sezgir asbsoblardan foydalanishni talab qiladi (rN-metrlar). Bundan tashqari, shisha elektrodini pH ning 0–12 oralig‘ida qo‘llash mumkin. Ionselektiv elektrodlar yuqorida aytilganlardan farq qiladi, ularda ikkala chegaralangan fazalar – membrana va eritma –ion o‘tkazuvchanlikka ega bo‘ladi. Jarayon membrana bilan eritma orasida ionlarning almashinishi bilan boradi. Fazalararo chegarani kesib o‘tuvchi ionlarning zaryadi o‘zgarmaydi, ammo zyaryad boshqacha taqsimlanishi mumkin. Membrananing tarkibi va tuzilishi topilsa fazalararo chegaradagi potensial faqat birgina ko‘rinishdagi ionning aktivligiga bog‘liq bo‘ladi. Bunday elektrodlar selektivlik xususiyatiga ega bo‘ladi va alohida ionlarning aktivligini o‘lchash imkoniyatini beradi. Ionselektiv elektrodlarning membranalari qattiq va suyuq bo‘lishi mumkin.
Qattiq membranalarga shisha, kristall va geterogen membranalar kiradi. Suyuq elektrodlarga suv bilan aralashmaydigan dielektrik doimiysi kichik bo‘lgan organik erituvchilar kiradi (xlorbenzol, toluol), ularda kerakli ionogenlar eritilgan bo‘ladi (fosfat kislotaning diefirlari, alifatik kislotalar, aminlar, kraun-efirlar).