参比电极

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2013年7月25日 (四) 02:24白兔糖讨论 | 贡献的版本

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  参比电极汉语拼音:Cai Yan;英语:Cai Yan),测量各种电极电势时作为参照比较的电极。

  将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池,测定电池电动势数值,就可计算出被测定电极的电极电势。参比电极必须是电极反应为单一的可逆反应,电极电势稳定和重现性好。通常多用微溶盐电极作为参比电极,氢电极只是一个理想的但不易于实现的参比电极。

种类

  氢电极

  用镀有铂黑的铂片为电极材料,在氢气氛中浸没或部分浸没于用氢饱和的电解液中,即可组成氢电极。其电极电势EH2与温度T、溶液的pH值和氢气的压力pH2(大气压)有关。

  甘汞电极

  由汞、甘汞和含Cl-的溶液等组成,常用Hg|Hg2Cl2|Cl-表示。 电极内,汞上有一层汞和甘汞的均匀糊状混合物。用铂丝与汞相接触作为导线。电解液一般采用氯化钾溶液。用饱和氯化钾溶液的甘汞电极称为饱和甘汞电极,这是最常用的参比电极;而用1N氯化钾溶液的则称为当量甘汞电极。甘汞电极的电极电势与氯化钾浓度和所处温度有关。它在较高温度时性能较差。

  银|氯化银电极

  由覆盖着氯化银层的金属银浸在氯化钾或盐酸溶液中组成。常用 Ag|AgCl|Cl-表示。一般采用银丝或镀银铂丝在盐酸溶液中阳极氧化法制备。银|氯化银电极的电极电势与溶液中Cl-浓度和所处温度有关。

  汞|氧化汞电极

  这是碱性溶液体系常用的参比电极,表示式为Hg|HgO|OH-。它由汞、氧化汞和碱溶液等组成,其结构同甘汞电极。它的电极电势取决于温度和溶液的pH值。

  汞|硫酸亚汞电极

  它适用于硫酸溶液或硫酸盐溶液体系。电极由汞、硫酸亚汞和含SO娸的溶液等所组成,表示式为Hg|Hg2SO4|SO娸。其结构同甘汞电极,它的电极电势与温度和溶液中SO娸的浓度有关。

  有机电解质溶液体系中,常采用相同溶剂的有机电解质溶液的Ag|Ag+电极和 Ag|AgCl|Cl-电极为参比电极。熔盐体系中,常用熔盐Ag|Ag+电极和Pt|Pt2+ 电极,但熔盐体系尚无统一的标准电极电势表。

要求

  参比电极是可逆电极体系,它在规定的条件下具有稳定的重现的可逆电极电位。通常对参比电极的主要要求是:

  (1)电极的可逆性比较好,不易极化。这就要求参比电极为可逆电极而且交换电流密度大(>10-5A/cm2)。当电极流过的电流小于10-7A/cm2时,电极不极化。即使短时间流过稍大的电流,在断电后电位能很快回复到原来的数值。

  (2)电极电位比较稳定,且较靠近零电位,不易极化或钝化。参比电极制各后,静置数天以后其电位应稳定不变。

  (3)电位重现性好。不同人或各次制作的同种参比电极,其电位应相同。每次制作的各参比电极,在稳定后其电位也应相同,其差值应小于lmV。

  (4)温度系数小,即电位随温度变化小。而且当温度回复到原先的温度后,电位应迅速回到原电位值。

  (5)制备、实际使用和维护比较方便,经久耐用。能满足上述要求的参比电极有氢电极、甘汞电极、硫酸亚汞电极、氧化汞电极、氯化银电极等。这些电极多数为第二类电极。