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旋转圆盘电极专栏:参比电极在电化学实验中的作用介绍与注意事项

更新时间:2024-05-11点击次数:149

在前面的专栏文章中,向大家介绍了“DSR数字型旋转圆盘电极与三电极体系",相比于简单的“二电极体系"“,“三电极体系"引入了参比电极,它在测量各种电极电势时作为参照比较的电极,在电化学实验中有着重要应用。


参比电极在实验中发挥着怎样的作用?今天,理化香港应用工程师跟大家聊聊参比电极的作用。

 

在电化学实验中,常见的参比电极有3种类型:

· 饱和甘汞电极 Hg/Hg2Cl2  中性介质

· 银/氯化银电极 Ag/AgCl 中性介质

· 标准汞电极 Hg/HgO  碱性溶液

 

参比电极是可逆电极,参比电极的品质有技术要求:电极可逆性好,不宜极化;电极电位比较稳定;电位重现性好;电位随温度变化小。

在电化学应用中,使用参比电极进行实验,有两个难点:

① 单个电极在溶液中的绝对电势值无法测量

当我们把电极或者金属放入溶液中时,就形成了双电层,它会产生电势,一般很难测定出它的绝对电势值。


② 单个电极在溶液中的施加电压值无法控制

不能保证电压增加是均匀的,也不能保证增加只会发生在一个电极附近,更无法得到有关增量分配的任何信息。

 

参比电极在三电极体系中作为电势基准平面,重要性不言而喻。使用过程中要注意以下事项。

  

1、确保工作电极与参比电极尽量接近

很多时候,实验会使用鲁金毛细管以最小化工作电极和参比电极之间的溶液电阻,如果把参比电极放置在靠近工作电极的位置而不影响系统中的其他任何东西,那是比较理想的。

通常而言,用电解质填充鲁金毛细管整个系统,然后将参比电极放置在鲁金毛细管中,并将毛细管放置工作电极旁边。参比电极与工作电极的位置固定好,每一次实验都是同样距离即可。


2、避免参比电极有大电流导通

如果大量电流通过参比电极,那么它就会失去具有恒定电势差的特性。因此,要避免参比电极有大电流导通。一般而言,旋转圆盘电极装置都会标注施加电压范围和恒流源的输出电压范围,注意这些数值。


3、避免电解液与保护液相互污染

参比电极保护液如KCl中的氯离子会对催化材料形成污染,或者电解液的酸碱会对参比电极造成损坏,我们一般会使用盐桥,将电解液和参比电极隔开。


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