Weston-Zelle - Weston cell

Holzschnittzeichnung einer H-förmigen Zelle in einem Gehäuse mit elektrischen Anschlüssen oben.
Zeichnung aus dem US-Patent 494827 von Edward Weston, die die Standardzelle darstellt.
Weston-Zelle
Standardzelle, aus dem Gehäuse entnommen. Hergestellt in der UdSSR

Die Weston-Standardzelle ist eine nasschemische Zelle , die eine hochstabile Spannung erzeugt, die als Labornormal für die Kalibrierung von Voltmetern geeignet ist . Er wurde 1893 von Edward Weston erfunden und von 1911 als internationaler Standard für EMF übernommen, bis er 1990 durch den Josephson-Spannungsstandard ersetzt wurde.

Chemie

Die Anode ist ein Amalgam von Cadmium mit Quecksilber mit einer Kathode aus reinem Quecksilber, über die eine Paste aus Quecksilbersulfat und Quecksilber gelegt wird. Der Elektrolyt ist eine gesättigte Lösung von Cadmiumsulfat und der Depolarisator ist eine Paste aus mercurous Sulfat .

Wie in der Abbildung gezeigt, ist die Zelle in einem H-förmigen Glasgefäß mit dem Cadmiumamalgam in einem Bein und dem reinen Quecksilber in dem anderen aufgestellt. Elektrische Verbindungen zum Cadmiumamalgam und zum Quecksilber werden durch Platindrähte hergestellt, die durch die unteren Enden der Beine eingeschmolzen sind.

Anodenreaktion
Cd(s) → Cd 2+ (wässrig) + 2e −
Kathodenreaktion
(Hg + ) 2 SO 4 2− (s) + 2e − → 2Hg(l) + SO 4 2− (wässrig)

Referenzzellen müssen so angelegt werden, dass ihnen kein Strom entnommen wird.

Eigenschaften

Das ursprüngliche Design war eine gesättigte Cadmiumzelle, die a 1.018 638  V Referenz und hatte den Vorteil eines niedrigeren Temperaturkoeffizienten als die zuvor verwendete Clark-Zelle .

Einer der großen Vorteile der Weston-Normalzelle ist ihre geringe Änderung der elektromotorischen Kraft bei Temperaturänderung. Bei jeder Temperatur t zwischen0 °C und40 °C , E t /V = E 20 /V −0,000 0406 ( t /°C − 20) −0,000 000 95 ( t /°C − 20) 2 +0,000 000 01 ( t /°C − 20) 3 . Diese Temperaturformel wurde von der Londoner Konferenz von 1908 übernommen

Der Temperaturkoeffizient kann durch Umstellung auf eine ungesättigte Ausführung, die heute vorherrschende Bauart, reduziert werden. Allerdings sinkt die Leistung einer ungesättigten Zelle um etwa 80 Mikrovolt pro Jahr, was durch eine periodische Kalibrierung gegen eine gesättigte Zelle ausgeglichen wird.

Siehe auch

Verweise

Literatur

Externe Links