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電化學(xué)實驗基礎(chǔ)之電極基礎(chǔ)篇（一）參比電極的概念

來源：本站時間：2020-08-21 09:35:50 瀏覽：24329次

電極的基本概念

在兩個相互接觸的導(dǎo)體相中，一個是電子導(dǎo)體相，一個是離子導(dǎo)體相，并且在兩相接觸的相界面處會發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移的化學(xué)反應(yīng)，上面的體系就構(gòu)成了一個電極體系。離子導(dǎo)體相一般為液態(tài)或者固態(tài)電解質(zhì)，電子導(dǎo)體相（即電極材料）一般稱為電極。

參比電極能保持恒定電位的機理

電極電位通常是指電極材料和電解質(zhì)溶液的內(nèi)電位差，也叫電極的絕對電極電位。而這個內(nèi)電位差我們是無法通過實驗直接測量的，也不能通過使用溶液電勢作為參考點來得到電極電位。但是我們可以通過使用一個高阻抗的電壓計測量進入統(tǒng)一電解溶液中的兩個電極間的相對電極電位差。如果我們選擇一個電極電位不變的電極作為基準(zhǔn)，將這個基準(zhǔn)規(guī)定為零，那么，我們就可以得到待測電極的電極電位了。我們選擇的這個基準(zhǔn)電極就是參比電極。那么為什么參比電極的電極電位能保持恒定呢？

這正是因為（1）參比電極的電極反應(yīng)可以很快的達到平衡，并且是可逆的，符合能斯特方程。（2）參比電極的電極電勢能夠長時間穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，并且在大電流密度下是不極化或難極化的。（3）即使有電流通過時，電極電位能夠快速回復(fù)原狀，不產(chǎn)生滯后。（4）當(dāng)溫度變化時，電極電位幾乎不受影響。

氫標(biāo)準(zhǔn)電極的類型

氫標(biāo)準(zhǔn)電極是電化學(xué)中的一級標(biāo)準(zhǔn)電極，其電勢已成為任何電化學(xué)氧化還原半反應(yīng)電勢的零電位基準(zhǔn)。目前，三種氫電極，即一般氫電極（Normal Hydrogen Electrode, NHE），標(biāo)準(zhǔn)氫電極（Standard Hydrogen Electrode, SHE）和可逆氫電極（Reversible Hydrogen Electrode, RHE）經(jīng)常于各類文獻中被用于表示電極電勢，并在不少場合出現(xiàn)了隨意使用的趨勢。然而三者卻有著本質(zhì)的不同。

電化學(xué)實驗基礎(chǔ)之電極基礎(chǔ)篇（一）參比電極的概念示意圖1

標(biāo)準(zhǔn)氫電極（SHE）示意圖

標(biāo)準(zhǔn)氫電極（SHE）:為“鉑電極在氫離子活度為1 M的理想溶液中，并與100 kPa壓力下的氫氣平衡共存時所構(gòu)成的電極”。此種電極即當(dāng)前電化學(xué)所規(guī)定的一級標(biāo)準(zhǔn)電極，其標(biāo)準(zhǔn)電極電勢被人為規(guī)定為零（其絕對電勢在25 ℃下為4.44±0.02 V）。標(biāo)準(zhǔn)氫電極只是一種假定的理想狀態(tài)，要求氫電極的電解液中的氫離子活度為1，氫氣的壓強為100 kPa，溫度為298.15K的狀態(tài)。

一般氫電極（NHE）：一般氫電極的定義為“鉑電極浸在濃度為1M濃度的一元強酸中并放出壓力約一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氫氣”。因其較標(biāo)準(zhǔn)氫電極易于制備，故為舊時電化學(xué)常用標(biāo)準(zhǔn)電極。但由于這樣的電極并不嚴(yán)格可逆，故電壓并不穩(wěn)定，現(xiàn)在已經(jīng)被棄用。

參比電極電勢在線換算網(wǎng)站

http://www.consultrsr.net/resources/ref/refpotls3.htm

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