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电化学三电极一体系
点击次数:5522 发布时间:2016-11-16

电化学体系三电极介绍

 

所有电化学体系至少含有浸在电解质溶液中或紧密附于电解质上的两个电极,而且在许多情况下有必要采用隔膜将两电极分隔开。我们将分别介绍电极、隔膜、电解质溶液及电解池的设计与安装。

 

   电极(electrode)是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体,为多相体系。电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出,电极是实施电极反应的场所。一般电化学体系分为二电极体系和三电极体系,用的较多的是三电极体系。相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。

   工作电极:又称研究电极,是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲,对工作电极的基本要求是:工作电极可以是固体,也可以是液体,各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。(1)所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响,并且能够在较大的电位区域中进行测定; (2)电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应; (3)电极面积不宜太大,电极表面zui好应是均一平滑的,且能够通过简单的方法进行表面净化等等。

   工作电极的选择:通常根据研究的性质来预先确定电极材料,但zui普通的惰性固体电极材料是玻碳(铂、金、银、铅和导电玻璃)等。采用固体电极时,为了保证实验的重现性,必须注意建立合适的电极预处理步骤,以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。在液体电极中,汞和汞齐是zui常用的工作电极,它们都是液体,都有可重现的均相表面,制备和保持清洁都较容易,同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口记被广泛用于电化学分析中。

   辅助电极:又称对电极,辅助电极和工作电极组成回路,使工作电极上电流畅通,以保证所研究的反应在工作电极上发生,但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时,辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应,以使电解液组分不变,即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的zui好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。

   为了避免辅助电极对测量到的数据产生任何特征性影响,对辅助电极的结构还是有一定的要求。如与工作电极相比,辅助电极应具有大的表面积使得外部所加的极化主要作用于工作电极上。辅助电极本身电阻要小,并且不容易极化,同时对其形状和位置也有要求。

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