便攜參比電極的維護保養方法

2022-10-01 12:39:03 字數 1831 閱讀 9570

參比電極又稱參考電極,在電化學領域的研究和測試中提供電位基準,參比電極是陰極保護最重要的裝置或工具之一,正確維護是保證它們使用良好的重要方面。

參比電極種類很多,按測試物件和測試環境不同要求使用不同的參比電極。在埋地和水下鋼鐵構築的陰極保護系統,要求使用銅/飽和硫酸銅參比電極,代號cse。cse構造簡單,精密脆弱,維護不當影響測試結果。

1. cse良好的標誌:電極體完整無缺損,測試端要求做到滲而不漏,即微滲不堵不漏,電極線良好,電極無鏽蝕,目視電液藍色清透,有少量硫酸銅晶體存在,但無混濁沉澱,液量適中;

如果參比電極顯著缺液(1/3以下),或有沉澱產生(綠或其他顏色混濁,不清澈透明),或直接發現誤差增大,即應進行維護。

2. cse的配製:首先倒掉殘液,先用清水,再用蒸餾水清洗電極體內外和銅電極,然後制灌新電解液。清除各部位的表面附著物,特別是銅棒應用砂紙打磨光亮後再洗淨。

配製方法:1)把化學純硫酸銅晶體倒入乾淨的玻璃燒杯中,然後倒入適量的蒸餾水(配置用水溫度25℃),用乾淨的玻璃棒(不能用金屬棒)攪拌溶解,並有部分硫酸銅晶體存在,至此飽和硫酸銅溶液配成。倒入配置好的飽和硫酸銅溶液,灌注電解液到電極的2/3~4/5左右,擰緊上蓋,檢查底部半透膜應有溶液滲出,但不能有溶液漏出,否則應更換半透膜。

2)如果配製電解液的條件不充分,也可向清潔乾淨後的電極內先裝入硫酸銅晶體,然後注入適量蒸餾水(灌注到電極的4/5左右),搖勻溶解後使用(必須保證溶液配製完成後電極中仍然有部分硫酸銅晶體存在)。用量參考下表。

(實際中當然用不著那麼準,不過是可大於而不可小於!)

硫酸銅晶體溶解度表

cuso4·5h2o g / 100 ml

附:cse若干基本知識

1)參比電極的基本要求是2條:一必須是可逆電極(又稱平衡電極),二是電極電位穩定性好,抗極化性好,cse(銅——飽和硫酸銅參比電極)較好地符合這些標準,而且構造簡單,因此是應用最廣的參比電極之一,在埋地和水下鋼鐵構築物腐蝕防護中,更是指定的普遍使用的參比電極。

2)cse不但結構簡單,而且與理論原型完全一致,最常見的構造是:在圓筒狀容器中充裝硫酸銅飽和溶液,安裝銅電極,銅電極連線測試線,末端裝微滲性質的滲透膜,常用有木材、軟木、陶瓷(稱微孔陶瓷)等為測試介面。

3)電極內發生的電化學過程,稱電極反應,反應式是:

cu2+ + 2e — cu

銅電極帶正電,溶液帶負電,介面形成的電位差,反應達到平衡,即為銅——飽和硫酸銅的電極電位。

電極電位的量值由能斯特公式確定:

e = e0 + lnαcu2+

式中: e0 —— 銅的標準電位

cu2+ —— 溶液中銅離子活度

r —— 氣體常數,8.31j/℃

t —— 絕對溫度,k

f —— 法拉弟常數,96500c

通過計算,可得過程平衡後的結果:

e = 0.337 + 0.03 logαcu2+ (25

從理論概念和公式表達可清楚說明,cse電極電位是由cu和cu2+ 活性確定的,因此只有純淨才能達到標準的要求。

維護方法:可攜式參比電極使用後應保持清潔並浸泡在潔淨的水中,防止汙染、溶液大量漏失以及保證電極底部半透膜的完好;可攜式參比電極中的紫銅棒應定期擦洗乾淨,露出銅的本色(使用一段時間後,表面會粘附一層藍色汙物),並更換飽和硫酸銅溶液。檢查半透膜是否完好,發現損壞及時更換,如發現堵塞應用熱水認真浸泡清洗。

4. cse技術標準

可能因為cse構造簡單和與理論原型一致的原因,我國到現在為止尚無直接的技術標準(有乙個船用參比電極gb,其中含cse內容,但沒有過相關規範引用),有的應用規範規定「與標準電極誤差應在5mv以內」,也有的相關規範規定「與標準電極誤差在20mv以內」,這應該是中國的權威專家們的認識。國際上普遍認同的老美nace標準規定是「與標準電極誤差超過5mv,就不能用於測試。」

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