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peace1983

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[资源] 搞电化学的必看：电极基础知识

电极知识

根据电极组成分为：

①金属电极。由金属及相应离子组成，其特点是氧化还原对可以迁越相界面，如铜电极 Cu2+｜Cu。

②氧化还原电极。由惰性金属电极及溶液中氧化还原离子对组成，其特点是氧化还原对不能迁越相界面。如Pt｜Fe2+，Fe3+等。

③气体电极。由惰性金属电极及氧化还原对中一个组元为气体组成的，如氢电极Pt｜H2（g）｜H+（aq）。

④难溶盐电极。氧化还原对的一个组元为难溶盐或其他固相，它包含着三个物相两个界面，如AgCl电极 Ag(s)｜AgCl(s)｜Cl-、氧化汞电极Hg(l)｜HgO(s)｜OH-。

⑤膜电极。利用隔膜对单种离子透过性或膜表面与电解液的离子交换平衡所建立起来的电势，测定电解液中特定离子的活度如玻璃电极、离子选择电极等。

⑥化学修饰电极。将活性集团、催化物质附着在电极金属表面上，使之具有较强特征功能。

⑦多重电极，即金属溶液界面间存在着一种以上的电极反应。

根据不同用途分为：

1.工作电极（Work electrode）

工作电极又称研究电极，其上面发生的反应过程是我们的研究对象；

典型的工作电极主要有：

A.铂电极（Platinum electrode）

这种电极具有化学性质稳定、氢过电位小，而且高纯度的铂易得到、容易加工等特点，但价格比较昂贵。

B.金电极（Gold electrode）

在阴极区电位窗口比较宽，易与汞形成汞齐，但是在HCl水溶液中易发生阳极溶解，并且很难把金封入玻璃管中，即制作电极比较麻烦。常用金电极测定正电位一侧的电化学反应，而相同形状的汞齐化的金电极常用来研究负电位一侧的还原反应。

C.碳电极（Carbon electrode）

碳电极又分为：石墨电极、糊状碳电极和玻碳电极等。碳电极具有电位窗口宽、容易得到、使用方便等特点。其中玻碳电极具有导电性高、对化学药品的稳定性好、气体无法通过电极、纯度高、价格便宜、氢过电位和氧过电位小以及表面容易再生等特点，因而应用比较广泛。

D.汞电极（Mercury electrode）

具有常温下为液态，氢过电位大的特点，常用在极谱分析法中。常与其他金属形成汞齐制备成汞齐电极。

2.参比电极（Reference electrode）

参比电极具有已知恒定的电位，为研究对象提供一个电位标准。测量时，参比电极上通过的电流极小，不致引起参比电极的极化。经常使用的参比电极主要有以下三种：

A.标准氢电极（NHE）

常以在标准状态下，氢离子和氢气的活度为1时的电位即E0为电极电位的基准，其值为0.

B.甘汞电极（Calomel electrode）

甘汞电极是实验室最常用的参比电极之一，它的电极反应是：
Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-
可见其电位与氯离子的浓度有关。当溶液中的KCl达到饱和时，叫做饱和甘汞电极（SCE），标准电极电位为0.2412V；KCl浓度为1M时的电极电位为0.2801V；KCl浓度为0.1M时的电极电位为0.3337V.

C.银氯化银电极

银氯化银电极也是实验室最常用的参比电极之一，其电极反应为：
AgCl+e-=Ag+Cl-
其电位也受Cl-浓度的影响。KCl饱和时的电极电位为0.199V.

3.辅助电极

辅助电极的作用比较简单，它和设定在某一电位下的工作电极组成一个串联回路，使得研究电极上电流畅通。在电化学研究中经常选用性质比较稳定的材料作辅助电极，比如铂或者碳电极。为了减少辅助电极极化对工作电极的影响，通常辅助电极的面积要比工作电极大100倍以上。

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