الکترودهای کاتد و آند پلاتین در الکتروشیمی

برای اندازه گیری های کمّی الکتروشیمیایی، در روش های الکترووزنی یا الکتروگراویمتری (Electro gravimetric) و کولن سنجی یا کولومتری (Coulometry) در آزمایشگاه ها ، از الکترودهای پلاتینی در انواع مختلف استفاده می شود. به طور کلی، الکترودهای معروف به پلاتین که به عنوان کاتد (با مساحت سطح بزرگ) و آند (با مساحت سطح کوچک یا سیم مارپیچی) استفاده می شوند، از آلیاژ پلاتین دارای حدود ۱۰ درصد ایریدیم، ساخته می شوند. افزایش ایریدیم به پلاتین، مقاومت مکانیکی  را بیشتر کرده و استفاده خدمات بدون دردسر از الکترود را برای مدت طولانی تضمین می کند. الکترودهای پلاتینی معمولاً به صورت استوانه ای ساخته می شوند، که در آن ها از سیم هایی با قطر حدود ۰٫۱۵ میلیمتر و ۳۶۰ مش در هر سانتیمتر مربع، استفاده می شود. این سیم ها طوری بافته می شوند، که بیشترین مساحت سطح حاصل شود. به این ترتیب، مساحت سطح بیشتری نسبت به ورق پلاتین ساده یا سوراخ دار فراهم شده و الکترولیت می تواند آزادانه تر در اطراف الکترود گردش کند. در هر آزمایشی که نیاز به صرفه جویی در ترسیب آنالیت باشد، به هم زدن الکترولیت نیاز است و لذا، یکی از انواع چرخشی الکترود استفاده می شود.

برای بیشتر آنالیزهای الکتروشیمیایی، کاتد توری سیمی پیچیده شده رضایت بخش ترین است، درحالی که اگر نیاز به ته نشینی آندی باشد، از توری بافته شده پلاتینی با اندازه کوچک استفاده می شود.

اگر هیچ رسوب آندی تشکیل نمی شود و یا اگر بیشتر از ۰٫۲ درصد سرب به عنوان پراکسید سرب تشکیل نشود، از سیم مارپیچی ساده و یا یک میله پلاتینی به عنوان آند مناسب است.

در صورت تمایل، می توان الکترودهای پلاتین دارای ۱۰ درصد ایریدیم را با توجه به مشخصات ارائه شده از طرف مشتری، برای کاربردهای ویژه تولید کرد.

مراقبت ها و نگهداری

احتیاط، مراقبت و نگهداری از الکترودهای پلاتین، به ویژه الکترودهای توری سیمی بافته شده، که در مقایسه با دیگر ظروف پلاتینی بسیار ظریف هستند، به صورت زیر است:

• از لرزش و تکان دادن شدید خودداری شود.
• پس از الکترولیز و توزین الکترود، رسوبات ایجاد شده در روی آن با انحلال در اسید مناسب (اسید تنها، نه مخلوط اسیدها) و بدون آسیب دیدن الکترودها، حذف شود.
• قبل از استفاده مجدد، الکترودها باید با آب مقطر شسته شده و سپس در دمای حدود ۱۰۰ درجه سانتیگراد خشک شوند.
• وقتی اندازه گیری عناصری مانند، روی، قلع، سرب، کادمیوم یا جیوه، به طریق ته نشینی کاتدی مورد نظر باشد، باید از ته نشینی الکتروشیمایی مس یا نقره، برای اجتناب از آلیاژدهی با پلاتین، جلوگیری شود.

الکترودها

بر اساس طراحی اولیه فیشر، از الکترودهای فهرست شده در جدول (۱) برای آنالیز در الکترولیت هایی که همزده می شوند، یا راکد هستند، استفاده می شود. هنگامی که نیازی به رسوب دهی آندی نیست و یا زمانی که قرار است، کمتر از ۰٫۲   درصد سرب به حالت پراکسید سرب تشکیل شود، ار آند نوع مارپیچی پلاتین، استفاده می شود.

جدول (۱)

کد الکترود	ارتفاع کل	ارتفاع استوانه	قطر استوانه	وزن تقریبی	مساحت تقریبی	تصویر
RH 101	۱۲۵ mm	۴۵ mm	۴۵ mm	۳۴ g	۱۲۵ cm2
RH 102	۱۴۰ mm	۳۲ mm	۳۲ mm	۱۹ g	۷۰ cm2
RH 103	۱۴۰ mm	۳۲ mm	۳۲ mm	۱۳ g	۰٫۷۵ cm2

الکترودهای پلاتینی فهرست شده در جدول (۲)  مشابه نوع فیشر هستند. الکترود کاتدی دارای سیم راست و بدون حلقه بر روی آن است. به منظور صرفه جویی در زمان تشکیل رسوب بر روی کاتد توری پلاتین، به هم زدن الکترولیت نیاز باشد، از آند RH 105 استفاده می شود. در صورت عدم نیاز به رسوب آندی، از آند نوع سیم پیچ RH 106 استفاده می شود.

جدول (۲)

کد الکترود	ارتفاع کل	ارتفاع استوانه	قطر استوانه	وزن تقریبی	مساحت تقریبی	تصویر
RH 104	۱۵۰ mm	۴۵ mm	۴۵ mm	۳۱ g	۱۲۵ cm2
RH 105	۱۷۰ mm	۴۵ mm	۲۵ mm	۳۶ g	۷۰ cm2
RH 106	۱۴۰ mm	۳۰ mm	۱۰ mm	۱۰ g	۰٫۳۵ cm2

الکترود توری بافته شده RH 107 که در جدول (۳) نشان داده شده است، به عنوان کاتد برای محلولهایی که همزده می شود و یا همزده نمی شود، استفاده شده و می تواند همراه با الکترود سیم مارپیچی (هلیکس) به عنوان آند با کد RH 103 یا RH 106 استفاده شود.

الکترود توری پلاتین از نوع مسطح  (Paddle) مقرون به صرفه ترین نوع آند چرخان موثر است، که می تواند همراه با RH 101 ، RH 104 یا RH 107 استفاده شود.

جدول (۳)

کد الکترود	ارتفاع کل	ارتفاع استوانه	قطر استوانه	وزن تقریبی	مساحت تقریبی	تصویر
RH 107	۱۵۰ mm	۴۵ mm	۴۵ mm	۲۸ g	۱۲۰ cm2
RH 108	۱۳۰ mm	۵۰ mm	۳۰ mm	۱۶ g	۹۵ cm2
RH 109 ۳۰ × ۳۰ mm	۱۴۰ mm	—-	—-	۱۳ g	۱۸ cm2