Кіріспе
Ртуть қатысатын тотығу-тотықсыздану реакцияларын талдауға арналған құрал. Электрохимияда ртуть кулометрі – ртутьті пайдаланып кулометрия (электр тогын өлшеу арқылы химиялық реакцияда өзгерген заттың мөлшерін анықтау) жүргізетін талдау құралы. Бұл тотығу/тотықсыздану процестері ток тығыздықтарының кең диапазонында 100% тиімділікке ие. Электр мөлшерінің (кулон) өлшеуі ртуть электродының массасының өзгеруіне негізделген. Электродтың массасы ртуть иондарының катодтық шөгуі кезінде артады немесе металдың анодтық еруі кезінде кемиді. Мұндағы Q – электр мөлшері; Δm – массаның өзгеруі; F – Фарадей тұрақтысы; және – ртуттің молярлық массасы.
In electrochemistry, a mercury coulometer is an analytical instrument which uses mercury to perform coulometry (determining the amount of matter transformed in a chemical reaction by measuring electric current) on the following reaction:
These oxidation/reduction processes have 100% efficiency with the wide range of the current densities. Measuring of the quantity of electricity (coulombs) is based on the changes of the mass of the mercury electrode. Mass of the electrode can be increased during cathodic deposition of the mercury ions or decreased during the anodic dissolution of the metal. where Q is the quantity of electricity; Δm are the mass changes; F is the Faraday constant; and is the molar mass of mercury.
Сағат өлшегіш ретінде пайдалану
Қатты күйдегі электроника дамығанға дейін кулометрлер электрондық жабдықтар мен басқа да құрылғыларда, оның ішінде Аполлон бағдарламасының ғарыш кемелерінде ұзақ мерзімді (25 000 сағатқа дейін) уақыт өлшегіш ретінде қолданылды. Кулометр арқылы тұрақты, калибрленген ток өткізу арқылы сынап тамшылары арасындағы аралықтың қозғалысы өткен уақытты визуальды түрде көрсетеді. Бұл құрылғылардың өндірушілері HP-нің Chronister және Curtis-тің Indachron брендтері болды.
Құрылыс
Бұл кулометрдің әртүрлі конструкциялары бар, бірақ олардың барлығы массалық өлшеулерге негізделген. Құрылғы екі резервуардан тұрады, олар жұқа, градуировкаланған капиллярлық түтік арқылы қосылған, түтікте сынап(II) иондарының ерітіндісі бар. Әр резервуарда сынап тамшысына батырылған электрод орналасқан. Тағы бір кішкентай сынап тамшысы капиллярға енгізіледі. Ток қосылғанда, капиллярдағы тамшының бір жағында металл сынабының еріуі, ал сол тамшының екінші жағында шоғырлануы басталады. Бұл тамшы қозғала бастайды. Ток әсерінен сынаптың шоғырлануы/еріуінің жоғары тиімділігіне байланысты, бұл кішкентай тамшының массасы немесе көлемі тұрақты болады және оның қозғалысы өткен зарядқа сызықты түрде байланысты. Егер ток бағыты өзгерсе, тамшы кері бағытта қозғалады. Осы типтегі кулометрдің сезімталдығы капиллярдың диаметріне байланысты.