電化學原理知識總結

2021-11-02 08:35:08 字數 2307 閱讀 3703

如果電極與參比電極之間的電壓(電位差)測定值為+0.3v,則可以說這電極相對於參比電極的電位是+0.3v。

參比電極以接地為基準,即電位設為0。將參比電極接電位計的接地端。三電極體系包括工作電極、對電極、參比電極。

當工作電極和參比電極之間設定在某一電位時,電流隨設定電位以及電解液濃度而變化。鉑電極電位的大小由fe(cn)63-+e-=fe(cn)64-的氧化還原平衡說決定,這種平衡狀態下的電極電位叫做氧化還原電位。這種情況下,鉑電極與水不發生反應。

we(工作電極,working electrode),ce(輔助電極、對電極,counter electrode),re(參比電極,reference electrode)。自然電位rest potential 即陽極和陰極都沒有電流時的電位。

恆電流電解時,流過電極的電流是一定的。隨著電解的進行,電解液的濃度減少,其結果是電流-電位曲線的電流值也不斷減少,為保持電流恆定,電極電位必須移動,通過改變電極電位來維持電流恆定。

開路電壓表示無負荷狀態下的端電壓,是正極和負極電位的代數和。電化學中,一般把離子導體叫做電解質。在電極-電解質溶液介面上,電子導電性變成了離子導電性。

恆電流法是設定迴路中的電流,以測定其電位的變化。

恆電位儀就是使相對於參比電極的工作電極的電位恆定的保持在設定電位上的裝置。

第四章電化學測定體系的組成

惰性電極是指以鉑和金為代表的,在測定電位區域裡能穩定工作的電極。必須具有以下特點:

(1)所研究的電化學反應不會因電極自身所發生的反應而受影響,並且能夠在較大的電位區域中進行測定。

(2)所使用的金屬電極不會與溶劑或者支援電解質反應而使其分解。

(3)電極不易溶解或者生成氧化膜。

(4)電解合成時,金屬電極表面對電化學反應具有催化作用。

以某ph值的水溶液做電解液,研究溶解於液相中的化學物質所進行的氧化還原反應時,電極材料的選擇主要考慮氫過電位、氧過電位和電極的溶解電位等。電位視窗主要由溶劑的分解電位以及所新增的支援電解質的分解電位等決定。

4.2 鉑電極

鉑具有化學性質穩定,氫電位小。氫氣幾乎在理論電位上發生。發生氧時的電位比理論值大得多。

玻璃碳電極具有導電性高,對化學藥品的穩定性好,氣體無法通過電極,純度高等特點,表面經過研磨可以再生,氫過電位和溶解氧的還原過電位小等特點。

汞可以溶解各種各樣的金屬,可以塗佈在各種金屬上,這種合金化的汞叫做汞齊,汞齊電極的電化學性與汞電極相似,既能抑制氫的發生,而且,還原反應的電位視窗較寬。鉑板電極是把pt線點焊在pt板的適當位置上做成的。pt線電極一般用作非水溶劑體系的測定電極。

4.4 電極的前處理和電極表面積

(1)前處理:以鉑為例,首先用砂紙將表面磨平滑,用重鉻酸混合液等洗淨,用水清洗,在測定用的電解液相同組成的溶液中作幾遍電位掃瞄。有機物一旦吸附在鉑表面,將嚴重影響電極反應。

故電解池的洗淨與電解液的純度要注意。

(2)電極的表面積:電流密度(ma·cm-2)是流經單位電極面積的電流。鉑電極可以通過氫離子吸附峰的解析來求算表面積,一般的電極則只能用表觀電極尺寸來求算。

4.5 輔助電極及其作用

輔助電極的作用是和設定在某一電位下的工作電極組成乙個串聯迴路,使得研究電極上電流暢通。一般要求輔助電極本身電阻很小,且不容易發生極化。

4.6 參比電極

參比電極(rhe)是具有與測定溶液的ph相同ph值電解液的氫電極。

甘汞電極:hg2cl2+2e-=2hg+2cl-當kcl達到飽和濃度時,叫做飽和甘汞電極。

在電化學測定中,最重要的是電位,因此用什麼電極做參比電極進行測定,是非常重要的,需要認真加以考慮。

4.7 電解液

用作溶劑的水要求是高純度的水。水溶液的ph值對電化學反應的影響很大。

4.8 電解池

實驗室用電解池的大小範圍為10μl-1l左右。製作電解池時應注意一下幾點:

①電解池的容量;

②工作電極與輔助電極是否同室;

③工作電極是否固定;

④參比電極的大小如何;

⑤溶液是否攪拌;

⑥溫度是否必須保持恆定,工作電極的材料應以什麼為好。

一般與鹽橋相通的毛細管的尖端要固定在盡量靠近工作電極的地方。如果參比電極的毛細管位置遠離工作電極的表面的話,溶液電阻將變大,當流過較大的電流時,將給電極電位測定帶來誤差。

第五章電流-電位曲線的測定

工作電極上的電位是在該電極表面上進行反應難易程度的尺度,工作電極上流過的電流表示電極表面上所發生反應的速度。

第六章電位分析:電位與化學反應

電流密度的大小應該是這樣的: 電流密度=總電流大小/與溶液接觸的那部分電極面積。

舉個例子來說,如果電鍍的陰極使單面電鍍,背面絕緣,電流密度就應該是總電流除以單面面積;若電極兩個表面都要電鍍,就應該是總電流除以雙面面積之和。

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