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三電極與兩電極，對稱電極與非對稱電極的區(qū)別
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| 因為是剛接觸電化學(xué)，所以想問下三電極與兩電極，對稱電極與非對稱電極的區(qū)別，他們測試時選擇的條件是什么，大家討論討論。 |
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工作電極參比電極對電極 研究對象工作電極 參比電極:確定工作電極電位 輔助電極有時也稱對電極:傳導(dǎo)電流 三電極體系含兩個回路，一個回路由工作電極和參比電極組成，用來測試工作電極的電化學(xué)反應(yīng)過程，另一個回路由工作電極和輔助電極組成，起傳輸電子形成回路的作用。 電化學(xué)需要兩個電極同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，那么需要兩個電極 但是針對您要研究的工作電極，需要參比電極精確地控制工作電極的電極電位， 那么就需要額外的參比電極， 以三者成為三電極體系。 參比電極和工作電極構(gòu)成測試回路，體系可當成斷路。 工作電極和對電極構(gòu)成另外的回路，是構(gòu)成電解槽的回路，滿足電化學(xué)反應(yīng)平衡的。 研究的是工作電極，只有精確地測定工作電極的電位，才能夠考察電位同電化學(xué)反應(yīng)，吸附等界面反應(yīng)的規(guī)律。 至于輔助電極和工作電極之間的聯(lián)系，主要是在于構(gòu)建電化學(xué)反應(yīng)平衡，另外要 保證輔助電極不要影響到工作電極。 而確定輔助電極和工作電極之間的電位，用電壓表就ok了，不需要雙參比電極分別確定兩電極電位。 當然，是否以后的電化學(xué)工作站，可以確定雙參比，分別控制輔助電極和參比電極，可能也算是個新思路吧 三電極是指工作電極；電導(dǎo)電極；甘汞電極。用上電化學(xué)工作站的時候需要用上250ml電解池再放上三電極做自己想要做的式樣。 同時，三個電極不要接觸上，但要盡可能的近 工作電極與對電極構(gòu)成電流的回路，它們之間的電壓叫槽牙，可用普通的伏特計測量。工作電極與參比電極之間通過高輸入阻抗的電位差計測量，類似于電位法的裝置，是用來監(jiān)控工作電極電位的線路。上面有位說是斷路，不確切，應(yīng)該有微小電流流過。 樓上的說得都差不多了，本人補充點：參比電極要盡可能地靠近研究電極，一般用甘汞電極；輔助電極也就是對電極一般用鉑電極或者其他，面積一般比研究電極的大5倍或以上。 對于電化學(xué)三電極體系的工作原理，用一句話概括就是三電極兩回路： 三電極指的是工作電極、參比電極和對電極，工作電極又稱為研究電極，顧名思義就是我們所要考察的電極；參比電極是用來測量工作電極電勢的；對電極又稱為輔助電極，只是用來通過電流的 兩回路指的是極化回路和測量回路 電化學(xué)研究最常用的測試手段是電極極化曲線的測量，在三電極體系中，通過對工作電極施以不同的極化，測試電流密度與電勢的對應(yīng)關(guān)系曲線，了解工作電極的電化學(xué)性能。 借貴寶地問一下，參比電極中Ag/AgCl和甘汞電極的區(qū)別，僅僅是參考電位不同嗎，還是有其他不一樣的地方？ Ag/AgCl與SCE相比，具有較小的溫度系數(shù)，可制作的更加緊湊。要根據(jù)實驗體系來選擇參比電極 你也說過了，電化學(xué)需要兩個電極同時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，但是一般情況下對電極不發(fā)生氧化或還原反應(yīng)，只起著導(dǎo)電的作用，而真正氧化或者還原的電極是工作電極，那整個電路之發(fā)生了單一的反應(yīng)啊？ 您提到的對電極不發(fā)生氧化或還原反應(yīng)的，這句話是不對的 在循環(huán)伏安測試中，如果工作電極處于某一電位下的氧化或者還原反應(yīng)，那么與之對應(yīng)的對電極一定會發(fā)生還原或者氧化反應(yīng)。 這是一定的。 因此，在電解槽中陽極和陰極的反應(yīng)是成對出現(xiàn)的，而三電極體系是同一道理。 因為維持電化學(xué)反應(yīng)平衡是要由陽極氧化反應(yīng)的失電子用于陰極反應(yīng)的得電子上。電子不是槽電流產(chǎn)生的，而是電極反應(yīng)產(chǎn)生的，發(fā)生一側(cè)的還原，必然有一側(cè)的氧化，這才是真實的電化學(xué)反應(yīng)平衡，是存在耦合關(guān)系的。 前面說得很有道理，但是有一點我覺得不妥，你說陽極氧化反應(yīng)的失電子用于陰極反應(yīng)的得電子上，我覺得在電解的時候陰極的電子是有電源負極提供的，雖然陽極氧化失去電子，但是他的電子也是回到電源正極。你說呢？ 我覺得我們應(yīng)該探討下就是 陽極氧化失去的電子回到正極上的情況，這么說回到正極的話難道會增大電源的電壓，或者是這部分回到正極的電子作用到了陰極還原所需要的電子 工作電極的電位是相于參比電極來定的，因此比如說你用SCE參比，而你的電活性分子在0.6v可以氧化（vsSCE)，那你就設(shè)定工作電極的位為0.6v電（其實從電化學(xué)儀器上來講工作電極是接地的，其電位為0，改變的是參比電極電位為-0.6v），這時工作電極上發(fā)生該分子的氧化反應(yīng)，為了維持電荷平衡，那么在對電極上將會產(chǎn)生相應(yīng)的還原反應(yīng)，至于是體系中的什么物質(zhì)被還原，應(yīng)該是氧化電位最高的那種分子，因此通常是溶液中的氧 電化學(xué)測量三電極系統(tǒng)：工作電極，輔助電極(對電極)，參比電極。 參比電極的作用是在測量過程中提供一個穩(wěn)定的電極電位，對于一個三電極的測試系統(tǒng)，之所以要有一個參比電極，是因為有些時候工作電極和輔助電極(對電極)的電極電位在測試過程中都會發(fā)生變化的，為了確切的知道其中某一個電極的電位(通常我們關(guān)心的是工作電極的電極電位)，我們就必須有一個在測試過程中電極電位恒定的電極作為參比來進行測量。如果可以確定輔助電極的電極電位在測試過程中是不發(fā)生變化或者變化可以忽略不計時，我們就不必使用參比電極。這就是所謂的雙電極測試系統(tǒng)。輔助電極的作用是在整個測試中形成一個可以讓電流通過的回路，只有一個電極外電路上是不可能有穩(wěn)定的電流通過的。這就好比電路里面必須要有火線和零線一樣。因此輔助電極對于電化學(xué)測試是必須的，而參比電極則可以根據(jù)具體情況進行選擇，并不是一定要有的。 參比電極（Reference electrode）：參比電極具有已知恒定的電位，為研究對象提供一個電位標準。測量時，參比電極上通過的電流極小，不致引起參比電極的極化。經(jīng)常使用的參比電極主要有以下三種： A.標準氫電極（NHE）：常以在標準狀態(tài)下，氫離子和氫氣的活度為1時的電位即Eø為電極電位的基準，其值為0. B.甘汞電極（Calomel electrode）：甘汞電極是實驗室最常用的參比電極之一，它的電極反應(yīng)是：Hg2Cl2 + 2e = 2Hg + 2Cl-，可見其電位與氯離子的濃度有關(guān)。當溶液中的KCl達到飽和時，叫做飽和甘汞電極（SCE），標準電極電位為0.2412 V；KCl濃度為1 時的電極電位為0.2801 V；KCl濃度為0.1 M時的電極電位為0.3337 V. C.銀氯化銀電極(Ag/AgCl)：銀氯化銀電極也是實驗室最常用的參比電極之一，其電極反應(yīng)為：AgCl + e = Ag + Cl-，其電位也受Cl-濃度的影響。KCl飽和時的電極電位為0.199 V. 銀—氯化銀電極： 銀—氯化銀電極具有非常良好的電極電位重演性、穩(wěn)定性，由于它是固體電極，故使用方便，應(yīng)用很廣。甚至有取代甘汞電極的趨勢，這是由于汞有毒性，此外，甘汞電極的溫度變化所引起的電極電位變化的滯后現(xiàn)象較大，而氯化銀電極的高溫穩(wěn)定性較好。它是一種常用的參比電極。AgCl在水中的溶解度約為10-5（25 ℃），是很小的。但是如果在KCl溶液中，由于AgCl和Cl-能生成絡(luò)合離子，使其AgCl的溶解度顯著增加。在1 M KCl溶液中，AgCl的溶解度為1.4×10-2 g/L，而在飽和KCl溶液中則高達10 g/L。因此為保持電極電位的穩(wěn)定，所用KCl溶液需要預(yù)先用AgCl飽和。特別是在飽和KCl溶液中更應(yīng)注意。此外，如果把飽和KCl溶液的Ag/AgCl電極插在稀溶液中，在液接界處KCl溶液被稀釋，這是部分原先溶解的Ag離子將會分解，而析出Ag沉淀。這些Ag沉淀容易堵塞參比電極管的多孔性封口。由于上述缺點，通常不采用飽和KCl溶液作為Ag/AgCl電極的電解液。而是采用3.5 M KCl溶液作為電解液。此外，為了防止因研究體系溶液對Ag/AgCl電極稀釋而造成的AgCl沉淀析出，可以在電極和研究體系溶液間放一個盛有KCl溶液的鹽橋。Ag/AgCl電極對溶液內(nèi)的離子十分敏感。溶液中存在0.01 M 會引起電位變動0.1～0.2 mV。雖然受光照時，Ag/AgCl電極的電位并不立即發(fā)生變化，但因為光照能促使AgCl的分解，因此，應(yīng)避免此種電極直接受到陽光的照射。此外，在酸性溶液中的氧也會引起電位的變動，有時可達0.2 mV。 氯化銀電極的制作方法有數(shù)種，茲介紹常用的電解法說明如下：取銀絲一根，用丙酮除油，再用3 N HNO3溶液浸蝕，然后用蒸餾水洗凈后放在0.1 N HCl溶液中進行陽極氧化，用鉑絲作陰極，電解的陽極電流密度為0.4 mA/cm2，時間30 min，氧化后的氯化銀電極呈淡紫色。用蒸餾水洗凈后，便可裝入?yún)⒈入姌O管中備用。 在使用參比電極時，為了防止溶液間的相互作用和玷污，常使用同種離子溶液的參比電極。如在NaCl溶液中采用甘汞電極，在H2SO4溶液體系中采用硫酸亞汞電極，在堿性體系中用氧化汞電極，而在中性氯化物溶液中則采用氯化銀電極等。 工作電極，又稱研究電極，是指所研究的反應(yīng)在該電極上發(fā)生。工作電極可以是固體也可以是液體。采用固體電極時，為了保證實驗的重現(xiàn)性，必須注意建立合適的電極預(yù)處理步驟。液體電極中常用汞或汞齊電極，它們均有可重現(xiàn)的均相表面。 輔助電極，又稱對電極，其作用是與工作電極組成回路，使工作電極上電流暢通，以保證所研究的反應(yīng)在工作電極上發(fā)生并且不影響研究電極上的反應(yīng)。與工作電極相比，輔助電極應(yīng)具有較大的表面積使得外部所加的極化主要作用于工作電極上，輔助電極本身電阻要小。 參比電極，是指一個已知電勢的接近于理想不極化的電極，參比電極上基本沒有電流通過，用于測定研究電極的電極電勢。參比電極應(yīng)具有如下性能：可逆性好，電極電勢符合Nernst方程；交換電流密度高，流過微小的電流時電極電勢能迅速恢復(fù)原狀；具有良好的電勢穩(wěn)定性和重現(xiàn)性等。水溶液體系常用的參比電極有飽和甘汞電極（SCE）、Ag/AgCl電極、標準氫電極（SHE或NHE）、氧化汞電極等。對于非水溶液，一般選用非水參比電極，如Ag/Ag+(乙腈)電極。在測量工作電極的電勢時，參比電極內(nèi)的溶液與被研究體系溶液的組成往往不同，為降低或消除液接電勢，常用鹽橋?qū)⒈入姌O與被測溶液連接；為減少未補償?shù)娜芤弘娮�，常使用Luggin毛細管。 三電極是指研究電極，參比電極，輔助電極。三電極組成兩個回路，一個用來測電位，另一個用來測電流，研究電極和參比電極組成的回路，用來測試電極的電位，因為參比電極的電位是已知的，而研究電極和輔助電極組成另一個回路，用來測試電流，這就是所謂的“三電極兩回路”，也就是測試中常用的三電極體系。參比電極多用銀/氯化銀參比電極，輔助電極一般要求面積很大。 關(guān)于電子的走向，其實很簡單，那位說的基本是對的，從宏觀上分析，應(yīng)該是陽極氧化失去的電子用于陰極的還原反應(yīng)；但是細節(jié)上，并非這樣直接作用，陽極氧化失去的電子回到電源的正極，在電池內(nèi)部由于其他作用做功，例如干電池則是化學(xué)能做功，電子從正極跑到電源的負極，然后從負極到達陰極實現(xiàn)陰極的還原反應(yīng)！希望我的回答能解答你的疑問。 我也請教個問題，如果使用甘汞電極做參比，測試中發(fā)生反應(yīng)的電位是0.4V，那么實際反應(yīng)電位應(yīng)該是多少呢，就是0.4V還是要加上或者減去參比電位？ SCE的電位相對于氫標準電極是0.242 V，所以實際（其實是對氫標準電極的）電位是0.4+0.242=0.642 V。 的確，在忽略溶液電勢降，及金屬接觸電勢差后，是這個值，在此時此值是界面電位差，具有絕對意義。 由于當電極上通過電流的時候電極會發(fā)生極化現(xiàn)象，如果在極化的情況下測量電極電位則不會得到準確的電極電位，測量回路由參比電極和研究電極組成，而此回路沒有電流流過（或者說電流很小），則保證了測量電極的電極電位會被準確的測量出來。而輔助電極和研究電極構(gòu)成的反應(yīng)回路是為了考查研究電極的電極反應(yīng)的，由此可以得到諸如極化曲線，交流阻抗等反應(yīng)電極信息的圖譜。 |
10樓2013-05-02 15:01:21
4樓2013-04-28 09:36:49
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| 三電極的優(yōu)勢：2個二電極系統(tǒng)；RE電位更加穩(wěn)定（因為RE和WE間基本上無極化電流）；WE的電位更精確：能同時記錄電流和電位；能精準測量電流隨電壓改變的變化；；能定量的分析電化學(xué)反應(yīng)。 |
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huantongwei7樓2013-04-29 15:41:36
6樓2013-04-28 14:00:44
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祝福，頂起來！
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5樓2013-04-28 10:46:58
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12樓2013-11-21 09:54:22
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[考博] 2026年博士申請 +3 | QwQwQW10 2026-03-11 | 3/150 |
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