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普林斯顿电化学工作站的恒电位仪概念

普林斯顿电化学工作站:恒电位仪是电化学测试中最重要的仪器,其性能的优良直接影响电化学测试结果的准确度。由它控制电极电位为指定值,以达到恒电位极化的目的。若给以指令信号,则可使电极电位自动跟踪指令信号而变化。

三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。

1工作电极

又称研究电极,是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲,对工作电极的基本要是:

(1)所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反应而受到影响,并且能够在较大的电位区域中进行测定;

(2)电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应;

(3)电极面积不宜太大,电极表面最好应是均一平滑的,且能够通过简单的方法进行表面净化等等。

工作电极的选择:

通常根据研究的性质来预先确定电极材料,但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(铂、金、银、铅和导电玻璃)等。

采用固体电极时,为了保证实验的重现性,必须注意建立合适的电极预处理步骤,以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。

在液体电极中,汞和汞齐是最常用的工作电极,它们都是液体,都有可重现的均相表面,制备和保持清洁都较容易,同时电极上有高的氢析出超电势,被广泛用于电化学分析。

2辅助电极

又称对电极,辅助电极和工作电极组成回路,使工作电极上电流畅通,以保证所研究的反应在工作电极上发生,但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时,辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应,以使电解液组分不变,即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。

但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。

电化学工作站的基本原理及应用

3参比电极

是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极。参比电极上基本没有电流通过,用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。在控制电位实验中,因为参比半电池保持固定的电势,因而加到电化学池上的电势的任何变化值直接表现在工作电极/电解质溶液的界面上。实际上,参比电极起着既提供热力学参比,又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。

参比电极的种类:不同研究体系可选择不同的参比电极。水溶液体系中常见的参比电极有:饱和甘汞电极(SCE)、Ag/AgCl电极、标准氢电极(SHE或NHE)等。

许多有机电化学测量是在非水溶剂中进行的,尽管水溶液参比电极也可以使用,但不可避免地会给体系带入水分,影响研究效果,因此,建议最好使用非水参比体系。常用的非水参比体系为Ag/Ag+(乙腈)。 工业上常应用简易参比电极,或用辅助电极兼做参比电极 。


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