電化學工作站

三電極體系含兩個迴路

乙個迴路由工作電極和參比電極組成，用來測試工作電極的電化學反應過程，參比電極和工作電極構成測試迴路，體系可當成斷路（微小電流通過）；另乙個迴路由工作電極和輔助電極組成，起傳輸電子形成迴路的作用。

參比電極的作用是在測量過程中提供乙個穩定的電極電位，對於乙個三電極的測試系統，之所以要有乙個參比電極，是因為有些時候工作電極和輔助電極(對電極)的電極電位在測試過程中都會發生變化的，為了確切的知道其中某乙個電極的電位(通常我們關心的是工作電極的電極電位)，我們就必須有乙個在測試過程中電極電位恆定的電極作為參比來進行測量。如果可以確定輔助電極的電極電位在測試過程中是不發生變化或者變化可以忽略不計時，我們就不必使用參比電極。這就是所謂的雙電極測試系統。

輔助電極的作用是在整個測試中形成乙個可以讓電流通過的迴路，只有乙個電極外電路上是不可能有穩定的電流通過的。這就好比電路裡面必須要有火線和零線一樣。因此輔助電極對於電化學測試是必須的，而參比電極則可以根據具體情況進行選擇，並不是一定要有的。

①參比電極（reference electrode）：參比電極具有已知恆定的電位，為研究物件提供乙個電位標準。測量時，參比電極上通過的電流極小，不致引起參比電極的極化。

經常使用的參比電極主要有以下三種：

a.標準氫電極（nhe）：常以在標準狀態下，氫離子和氫氣的活度為1時的電位即e為電極電位的基準，其值為0.

b.甘汞電極（calomelelectrode）：甘汞電極是實驗室最常用的參比電極之一，它的電極反應是：

hg2cl2+2e=2hg+2cl-，可見其電位與氯離子的濃度有關。當溶液中的kcl達到飽和時，叫做飽和甘汞電極（sce），標準電極電位為0.2412v；kcl濃度為1m時的電極電位為0.

2801v；kcl濃度為0.1m時的電極電位為0.3337v.

c.銀氯化銀電極(ag/agcl)：銀氯化銀電極也是實驗室最常用的參比電極之一，其電極反應為：

agcl+e=ag+cl-，其電位也受cl-濃度的影響。kcl飽和時的電極電位為0.199v.

銀—氯化銀電極：

銀—氯化銀電極具有非常良好的電極電位重演性、穩定性，由於它是固體電極，故使用方便，應用很廣。甚至有取代甘汞電極的趨勢，這是由於汞有毒性，此外，甘汞電極的溫度變化所引起的電極電位變化的滯後現象較大，而氯化銀電極的高溫穩定性較好。它是一種常用的參比電極。

agcl在水中的溶解度約為10-5（25℃），是很小的。但是如果在kcl溶液中，由於agcl和cl-能生成絡合離子，使其agcl的溶解度顯著增加。在1mkcl溶液中，agcl的溶解度為1.

4×10-2g/l，而在飽和kcl溶液中則高達10g/l。因此為保持電極電位的穩定，所用kcl溶液需要預先用agcl飽和。特別是在飽和kcl溶液中更應注意。

此外，如果把飽和kcl溶液的ag/agcl電極插在稀溶液中，在液接界處kcl溶液被稀釋，這是部分原先溶解的ag離子將會分解，而析出ag沉澱。這些ag沉澱容易堵塞參比電極管的多孔性封口。由於上述缺點，通常不採用飽和kcl溶液作為ag/agcl電極的電解液。

而是採用3.5m kcl溶液作為電解液。此外，為了防止因研究體系溶液對ag/agcl電極稀釋而造成的agcl沉澱析出，可以在電極和研究體系溶液間放乙個盛有kcl溶液的鹽橋。

ag/agcl電極對溶液內的離子十分敏感。溶液中存在0.01m會引起電位變動0.

1～0.2mv。雖然受光照時，ag/agcl電極的電位並不立即發生變化，但因為光照能促使agcl的分解，因此，應避免此種電極直接受到陽光的照射。

此外，在酸性溶液中的氧也會引起電位的變動，有時可達0.2mv。氯化銀電極的製作方法有數種，茲介紹常用的電解法說明如下：

取銀絲一根，用丙酮除油，再用3m hno3溶液浸蝕，然後用蒸餾水洗淨後放在0.1m hcl溶液中進行陽極氧化，用鉑絲作陰極，電解的陽極電流密度為0.4ma/cm2，時間30min，氧化後的氯化銀電極呈淡紫色。

用蒸餾水洗淨後，便可裝入參比電極管中備用。

②工作電極，又稱研究電極，是指所研究的反應在該電極上發生。工作電極可以是固體也可以是液體。採用固體電極時，為了保證實驗的重現性，必須注意建立合適的電極預處理步驟。

液體電極中常用汞或汞齊電極，它們均有可重現的均相表面。

③輔助電極，又稱對電極，其作用是與工作電極組成迴路，使工作電極上電流暢通，以保證所研究的反應在工作電極上發生並且不影響研究電極上的反應。與工作電極相比，輔助電極應具有較大的表面積使得外部所加的極化主要作用於工作電極上，輔助電極本身電阻要小,一般用鉑電極.

電化學工作站

電化學工作站

電化學工作站

電化學工作站知識

相關推薦