三电极体系
三电极体系
三电极体系包括工作电极、对电极和参比电极
1. 工作电极
一般的工作电极需满足以下三个条件:
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,电极表面最好是均一平滑,且能够通过简单的方法进行表面净化。
常见的“惰性”固体电极有玻碳、铂、金、银、铅、导电玻璃(FTO,ITO等)。常用的液体电极有液态汞。采用固体电极时,为了保证实验的重现性,需注意建立合适的电极预处理步骤。
2. 辅助电极(counter electrode)
辅助电极也叫对电极,其作用是和工作电极组成一个串联回路,只起到导电的作用。
在电化学研究中经常选用性质比较稳定的材料,比如铂或者石墨。(在需要长时间电化学实验的体系中最好选择石墨电极,因为最近的很多文献表明,当选用Pt做对电极时,长时间的测试往往会使Pt溶解,工作电极在扫描的过程中会沉积Pt,从而可能会影响工作电极的活性)
为了减少辅助电极极化对工作电极的影响,辅助电极本身的电阻要小,并且不易极化,其面积通常要求大于工作电极。其原因是在相同的电流下,如果电极面积大,那么电流密度小,根据B-V方程,其过电位小,极化小,因此电化学工作站的灵敏度高,干扰小。反过来说,当工作电极的面积非常小时,极化电流引起的辅助电极的极化可以忽略不计,即辅助电极的电势在测量中始终稳定,此时辅助电极可以作为测量回路中的电势基准,即可作为参比电极。例如,研究超微电极时,可用二电极体系就可以完成测量。
3. 参比电极(reference electrode)
三电极体系
三电极体系
电极(electrode)是与电解质溶液或电解质接触的电子导体或半导体,为多相体系。电化学体系借助于电极实现电能的输入或输出,电极是实施电极反应的场所。一般电化学体系分为二电极体系和三电极体系,用的较多的是三电极体系。相应的三个电极为工作电极、参比电极和辅助电极。
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求是:工作电极可以是固体,也可以是液体,各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。(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,同时电极上高的
氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口记被广泛用于电化学分析中。
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。
三电极体系
三电极体系
三电极体系是一种重要的物理概念,它涉及到物理,化学和电子工程等诸多领域。它有助于我们理解和解决物理问题,推动科学进步。本文将对三电极体系的概念、历史和应用进行详细介绍。
首先,三电极体系是一个三个电极的结构,包括正极、负极和中性极。正极电子从正极到负极流动,而从负极回到正极的电子则叫做电荷运输。中性极作为一个稳定的环境,有利于电子运输,起到一定的控制作用。
其次,三电极体系的发展可以追溯到18th世纪中叶,由瑞士物理学家查理斯凯特米勒提出。他发现了当电极连接在一起时,电流会通过中性极,而不是直接从正极流动到负极。这一发现被称为米勒定律,为物理学进入现代历史的大门做出了重要贡献。
最后,三电极体系的主要应用是电路结构识别和设计,可用于控制和分析电子系统。它也可以用于实验室的电位测量、阻抗测量和频率响应等实验。此外,它还可以用于电力调节和电网管理,使电力网络更稳定,有助于保持电力系统的安全运行和提高能源利用效率。
综上所述,三电极体系是物理学中重要的概念,有广泛的应用,对于物理学研究有着重要的意义。它具有重要的历史意义,源于米勒定律,可以用于控制和分析电子系统,可用于电力调节和电网管理,有助于电力系统的安全运行和提高能源利用效率。
三电极体系是一种重要的物理概念,它有助于我们理解和解决物理问题,推动科学进步,有着重要的意义。正是因为其重要性,三电
极体系由瑞士物理学家米勒发觉,并不断发展和完善,受到了众多专家和研究人员的关注。三电极体系的发展和应用,也为加深科学研究,进行更多实验打下了良好的基础。
三电极体系
工作电极参比电极对电极
研究对象工作电极
参比电极:确定工作电极电位
辅助电极有时也称对电极:传导电流
三电极体系含两个回路,一个回路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电极的电化学反应过程,另一个回路由工作电极和辅助电极组成,起传输电子形成回路的作用。
电化学需要两个电极同时发生氧化还原反应,那么需要两个电极
但是针对您要研究的工作电极,需要参比电极精确地控制工作电极的电极电位,
那么就需要额外的参比电极,
以三者成为三电极体系。
参比电极和工作电极构成测试回路,体系可当成断路。
工作电极和对电极构成另外的回路,是构成电解槽的回路,满足电化学反应平衡的。
研究的是工作电极,只有精确地测定工作电极的电位,才能够考察电位同电化学反应,吸附等界面反应的规律。
至于辅助电极和工作电极之间的联系,主要是在于构建电化学反应平衡,另外要保证辅助电极不要影响到工作电极。
而确定辅助电极和工作电极之间的电位,用电压表就ok了,不需要双参比电极分别确定两电极电位。
当然,是否以后的电化学工作站,可以确定双参比,分别控制辅助电极和参比电极,可能也算是个新思路吧
三电极是指工作电极;电导电极;甘汞电极。用上电化学工作站的时候需要用上250ml电解池再放上三电极做自己想要做的式样。
同时,三个电极不要接触上,但要尽可能的近
工作电极与对电极构成电流的回路,它们之间的电压叫槽牙,可用普通的伏特计测量。工作电极与参比电极之间通过高输入阻抗的电位差计测量,类似于电位法的装置,是用来监控工作电极电位的线路。上面有位说是断路,不确切,应该有微小电流流过。
三电极体系 位置
三电极体系位置
摘要:
一、三电极体系概述
二、三电极体系的位置分类
1.平板电极体系
2.圆柱电极体系
3.球形电极体系
三、各类电极体系的应用领域
四、三电极体系在新能源领域的应用
五、发展趋势与展望
正文:
一、三电极体系概述
三电极体系,作为一种重要的电化学装置,广泛应用于电化学反应、电催化、电沉积、电分析等领域。它由三个电极组成,分别为阳极、阴极和参比电极。三电极体系在电化学研究中具有重要作用,能够提供不同的电位以满足各种研究需求。
二、三电极体系的位置分类
1.平板电极体系:平板电极体系是指电极表面呈平板状的电极体系。在这种体系中,阳极和阴极通常为平板电极,参比电极可以是平面电极或球形电极。平板电极体系在研究电化学反应、电催化等方面具有广泛应用。
2.圆柱电极体系:圆柱电极体系是指电极表面呈圆柱状的电极体系。在这
种体系中,阳极和阴极通常为圆柱电极,参比电极可以是圆柱形电极或平板电极。圆柱电极体系在电化学反应、电催化、电沉积等方面具有广泛应用。
3.球形电极体系:球形电极体系是指电极表面呈球状的电极体系。在这种体系中,阳极和阴极通常为球形电极,参比电极可以是球形电极或平板电极。球形电极体系在电化学反应、电催化、电沉积、电分析等方面具有广泛应用。
三、各类电极体系的应用领域
三电极体系在众多领域具有广泛应用,如能源、环保、化工、生物医学等。其中,平板电极体系在电催化、电沉积、电分析等领域具有重要应用;圆柱电极体系在新能源、电动汽车、电催化等领域具有重要应用;球形电极体系在电化学反应、电催化、电沉积、电分析等领域具有重要应用。
(完整版)三电极体系
工作电极参比电极对电极
研究对象工作电极
参比电极:确定工作电极电位
辅助电极有时也称对电极:传导电流
三电极体系含两个回路,一个回路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电极的电化学反应过程,另一个回路由工作电极和辅助电极组成,起传输电子形成回路的作用。
电化学需要两个电极同时发生氧化还原反应,那么需要两个电极
但是针对您要研究的工作电极,需要参比电极精确地控制工作电极的电极电位,
那么就需要额外的参比电极,
以三者成为三电极体系。
参比电极和工作电极构成测试回路,体系可当成断路。
工作电极和对电极构成另外的回路,是构成电解槽的回路,满足电化学反应平衡的。
研究的是工作电极,只有精确地测定工作电极的电位,才能够考察电位同电化学反应,吸附等界面反应的规律。
至于辅助电极和工作电极之间的联系,主要是在于构建电化学反应平衡,另外要保证辅助电极不要影响到工作电极。
而确定辅助电极和工作电极之间的电位,用电压表就ok了,不需要双参比电极分别确定两电极电位。
当然,是否以后的电化学工作站,可以确定双参比,分别控制辅助电极和参比电极,可能也算是个新思路吧
三电极是指工作电极;电导电极;甘汞电极。用上电化学工作站的时候需要用上250ml电解池再放上三电极做自己想要做的式样。
同时,三个电极不要接触上,但要尽可能的近
工作电极与对电极构成电流的回路,它们之间的电压叫槽牙,可用普通的伏特计测量。工作电极与参比电极之间通过高输入阻抗的电位差计测量,类似于电位法的装置,是用来监控工作电极电位的线路。上面有位说是断路,不确切,应该有微小电流流过。
三电极体系
三电极体系
三电极体系是一种由三电极组成的电路结构,是一种结构相对稳定、功能较为强大的电路体系。由于它具有许多高级特性,因此在很多领域都有广泛的应用,如诊断测量、控制和信号处理等。
三电极体系可以指定为模拟电路也可以指定为数字电路,但它在诊断测量领域占据着最重要的地位。它可以通过高精度的模拟电路和高精度数字电路来模拟物理过程,也可以作为一种控制输出。
三电极体系由三个电极构成:电极A,电极B和电极C。电极A 的输入信号会先被电极B放大,然后经过电极C的反馈电路,放大信号有效功率,最后输出到电极A,形成一个无级调节电路。它可以利用外部调节电路,调节信号的幅度和相位,以达到恒定电压和恒流的效果。
常见的三电极系统有测试放大器、反馈放大器、运放等。测试放大器是一种高精度的电路,用于测量非常微小的电压和电流,这种电路具有良好的抑制失真能力,测量精度高,同时可以控制输出电流的大小。
反馈放大器由一个基础放大器和一个反馈电路组成,主要用于放大模拟和数字信号,可以改善信号幅度和相位,并且可以有效地控制输出信号的大小。
运放也是一种三电极体系,它具有测试放大器和反馈放大器的特点,它可以通过一个可调反馈电路来控制电压,这种电路可以有效地放大非常低的信号,并保持恒定的输出电压和电流。
三电极体系的应用比较广泛,它可以用于电力调节、音频控制、视频控制、功率放大器、电话系统等等。在电力调节领域,三电极体系可以实现低噪声的稳定放大,用于调节发电机的输出功率,以及稳定电压和电流的变化。在音频控制领域,它可以实现多路音频信号的放大和多路音频信号的混合,这样可以制作出非常丰富多彩的音频效果。在视频控制领域,它可以实现对复杂的视频画面的高精度控制。
三电极体系
三电极体系
三电极体系是电力学中的一个重要概念,它是由三个电极连接而成的体系。每个电极都有一个非常特殊的功能,它们都能够将一部分电流传递给其他电极,从而形成一种电路。有许多不同类型的三电极体系,每一种都有不同的用途。
三电极体系最常用来作为电源的电路,它们依靠电磁作用将能量转换成电能。例如,在直流电源中,三电极体系的功能是利用电磁作用将电路的能量转换成直流电流,而在交流电源中,三电极体系的功能则是将电路的能量转换成交流电流。
三电极体系也可用于其他用途,例如它可用于过滤电路。在过滤电路中,三电极体系可以用来阻挡某些频率的信号,从而对电路产生滤波效果。此外,三电极体系还可用于音频设备中,用来将音频信号从输入设备转换成自己所需的信号,如高低音信号的转换等。
此外,三电极体系还可用于测量电气参数,例如电压、电流、电阻、电容等。在这些应用中,三电极体系可以用来测量电压,从而获取有关电路的信息。此外,它也可以用来监测电压、电流等参数,以保证电路正确运行。
最后,三电极体系也可以用来测量温度,用来控制电路温度,保证电路正常工作。三电极体系用于控制温度有两种常见的应用:一是调节温度,另一种是监控温度。调节温度可以通过热敏元件实现,它能够根据温度进行自动控制,而监控温度则是通过对温度的测量来监控其变化情况。
总之,三电极体系是一个多功能的电气体系,它可以用来作为电源、过滤器和其他应用。同时,它也可以用来测量电气参数,以控制电路温度。这种电气体系的重要性不言而喻,它不仅在日常用电中大量使用,在各种电子设备、自动控制装置和安全监控系统中也有着重要的地位。
三电极体系
三电极体系
三电极体系是一种电化学实验常用的方法,它包括三个电极:工作电极,参比电极和标准电极。
工作电极是用来检测电化学反应中电子传递过程的电极。
参比电极是用来检测电化学反应中电子传递过程的电极。
标准电极是用来确定电位的电极。
这种电极系统可以用来研究电化学反应的电位,电流和电动势差的关系,以及电化学反应的速率和机理。常见的三电极实验包括阳极氧化还原反应,电催化反应和电极过程等。
三电极体系是一种高灵敏度的电化学检测方法,可以用于各种领域,如电池,氧化还原催化剂,生物电化学和环境监测等。
工作电极和参比电极之间的电动势差叫做电极电动势差(E), 标准电极和工作电极之间的电动势差叫做标准电动势差(E0)。通过测量这些电动势差,就可以得到电化学反应的电位。
三电极体系可以用于研究电化学反应的电动势,电流和电动势差之间的关系,
以及电化学反应的速率和机理。还可以用于研究电极的类型,材料,表面结构对电化学反应的影响。
总之,三电极体系是一种常用的电化学检测方法,可以用于研究电化学反应的电动势,电流和电动势差之间的关系,以及电化学反应的速率和机理。它是电化学研究和应用中不可缺少的工具之一。
三电极体系 位置
三电极体系位置
摘要:
1.三电极体系的概述
2.三电极体系的构成
3.三电极体系在各个领域的应用
4.三电极体系的优势与局限性
5.三电极体系的未来发展前景
正文:
一、三电极体系的概述
三电极体系,是一种在电化学领域中广泛应用的系统,主要由三个电极构成,分别是工作电极、参比电极和辅助电极。在这个体系中,工作电极负责进行氧化还原反应,参比电极用于提供稳定的电位参考,而辅助电极则负责连接电路,以实现电子的传递。
二、三电极体系的构成
1.工作电极:也称为阳极或阴极,是发生氧化还原反应的地方。它的材料选择和电极反应决定了整个体系的性能。
2.参比电极:也称为参考电极,它的作用是提供一个稳定的电位参考,以便于测量工作电极的电势变化。参比电极的电位通常是已知的,不会随着反应的进行而改变。
3.辅助电极:也称为连接电极,它的作用是连接电路,以实现电子的传递。辅助电极的材料通常选择与工作电极相同的材料,以保证电路的稳定性。
三、三电极体系在各个领域的应用
三电极体系在电化学领域有着广泛的应用,包括但不限于以下几个领域:
1.电池:无论是传统的碱性电池,还是现在的锂离子电池,其基本原理都是基于三电极体系。
2.电解:在金属提炼、有机合成等过程中,三电极体系被广泛应用。
3.电化学腐蚀:通过三电极体系,可以研究金属在不同环境下的腐蚀行为。
4.生物传感:利用三电极体系,可以构建各种生物传感器,实现对生物分子或细胞的快速、准确检测。
四、三电极体系的优势与局限性
1.优势:三电极体系具有良好的稳定性、可靠性和广泛的应用性,可以满足各种电化学反应的需求。
三电极体系
三电极体系
在电化学领域中,三电极体系是一种重要的实验配置,它由一个工作电极、一
个对比电极和一个参比电极组成。这种体系广泛应用于电化学反应的研究和电化学传感器的开发。
工作电极
工作电极是三电极体系中最重要的部分,它负责进行电化学反应。工作电极通
常由想要研究的物质或反应催化剂构成,是整个实验的核心。通过对工作电极施加电压或电流,可以促进电化学反应的发生,并测量相关的电化学信号。
对比电极
对比电极与工作电极相对,用于提供一个固定的电势参考点。在电化学实验中,对比电极的电势是固定不变的,常用的对比电极包括标准氢电极和饱和甘汞电极。通过对比电极,可以确保工作电极的电势稳定,并提供一个参照基准。
参比电极
参比电极用于检测电解质溶液中的离子浓度变化,以校正工作电极的电位。常
用的参比电极包括银/氯化银电极和银/硫酸银电极,它们能够提供一个稳定的参照电位,使得实验结果更加准确可靠。
应用领域
三电极体系广泛应用于电化学研究和实验室分析中。在电化学反应动力学研究中,三电极体系可以用于研究反应速率、转移系数等参数。此外,三电极体系还被应用于电化学传感器、电化学检测等领域,通过测量工作电极的电位变化来检测目标物质的浓度或活性。
总结
三电极体系作为电化学实验中常用的配置方式,具有重要的意义和应用价值。
通过合理配置工作电极、对比电极和参比电极,可以实现电化学反应的控制和测量,为电化学研究和应用提供有力支持。希望本文对三电极体系有所了解,并能够在电化学领域的研究和实验中发挥作用。
三电极体系 位置
三电极体系位置
(最新版)
目录
1.三电极体系的概念
2.三电极体系的构成
3.三电极体系的应用
4.三电极体系的位置分析
正文
一、三电极体系的概念
三电极体系,是电化学研究中的一种基本系统,主要由三个电极构成:一个工作电极,一个对电极和一个参比电极。这种体系广泛应用于电化学分析、电化学反应和电化学能量转换等领域。
二、三电极体系的构成
1.工作电极:也称为阳极或阴极,是电化学反应发生的地方,其电势随反应进行而变化。
2.对电极:与工作电极相对,不参与反应,但其电势随工作电极的反应而变化。
3.参比电极:是电化学电位的参照点,其电势被定义为 0,通常是稳定的金属电极,如银/银氯化物电极。
三、三电极体系的应用
三电极体系在电化学领域有着广泛的应用,包括但不限于:电化学腐蚀研究、电沉积、电镀、电池、电解、电化学传感器等。
四、三电极体系的位置分析
在三电极体系中,工作电极、对电极和参比电极的位置是固定的。工
作电极和对电极的位置可以根据实验需要进行调整,但参比电极的位置通常是固定的,因为它的电势被定义为 0。在工作电极和对电极之间,电子从工作电极流向对电极,形成电流。而参比电极则作为电路的参考点,不参与电子的流动。
电化学 三电极体系和双电极体系
电化学三电极体系和双电极体系
在电化学研究中,常用到两种主要的电极体系:三电极体系和双电极体系。
1. 三电极体系:
三电极体系由工作电极、参比电极和计时电极组成。它们的主要功能如下:
- 工作电极(也称为工作电极):它是电化学反应发生的地方,被用来施加电势并观察电流或电位变化。
- 参比电极:它是一个与工作电极相连的电极,其电位被稳定地固定在一个已知值上,作为参考电位来测量工作电极的电位。
- 计时电极:它通常是一个与溶液中的离子重新组合有关的电极,用于测量反应的时间。
三电极体系通常用于研究电化学反应的动力学性质,如反应速率和反应机理。通过控制工作电极上的施加电势并测量其电流或电位变化,可以了解电化学反应的动力学行为。
2. 双电极体系:
双电极体系只包含两个电极:工作电极和参比电极。此体系常用于电化学中的一些基本测量,如电解过程、离子迁移速率以及双电极电化学细胞的动力学行为。
在双电极体系中,工作电极通常被用来提供电荷,在溶液中引起电化学反应。参比电极的电位被保持在一个已知的值上,以提供参考电位。
需要注意的是,双电极体系相较于三电极体系,缺少了计时电极,因此无法直接测量反应的时间。它通常用于一些简单的电化学测量和研究实验,不同于对动力学性质的深入研究。
三电极体系
三电极体系
工作电极参比电极对电极
研究对象工作电极
参比电极:测定工作电极电位
辅助电极有时被称为对电极:传导电流
三电极系统由两个电路组成,一个电路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电流,另一个电路由工作电极和辅助电极组成,形成电子输运循环的作用。
电化学需要两个电极同时进行氧化还原反应,所以需要两个电极
但是,对于您要研究的工作电极,参比电极需要精确控制工作电极的电极电位,然后需要额外的参比电极,三电极系统由三个电极组成。参比电极和工作电极构成测试电路,系统可视为开路。
工作电极和对电极构成另一个电路,即满足电化学反应平衡的电解槽电路
研究了工作电极。只有准确测量工作电极的电位,才能研究电极的电位和电化学性质反应、吸附等界面反应。
辅助电极与工作电极的连接主要是建立电化学反应平衡
确保辅助电极不会影响工作电极。
为了测定辅助电极和工作电极之间的电位,可以使用伏特计代替双参比电极分别测定了两电极的电位。
当然,未来的电化学工作站能否确定双参比,并分别控制辅助电极和参考电流。
三电极是指工作电极、电导电极和甘汞电极。你需要使用电化学工作站在250ml的电解槽上放三个电极,做你自己的风格。
同时,不要触摸三个电极,但要尽量靠近它们工作电极和对电极构成电流回路,它们之间的电压称为槽齿,可与普通电压表配合使用
测量。工作电极和参比电极的测量采用高输入阻抗的电位差计,类似于电位滴定法该装置用于监测工作电极电位。其中一个说是断路,不完全是。应该是一股小电流流过它。
三电极体系
三电极体系
三电极体系含两个回路,一个回路由工作电极和参比电极组成,用来测试工作电极的电化学反应过程,另一个回路由工作电极和辅助电极组成,起传输电子形成回路的作用。
三电极体系包括工作电极、对电极和参比电极,那么它们的选择标准又是什么呢?
1.1工作电极
一般的工作电极需满足以下三个条件:
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,电极表面最好是均一平滑,且能够通过简单的方法进行表面净化。
常见的“惰性”固体电极有玻碳、铂、金、银、铅、导电玻璃(FTO,ITO等)。常用的液体电极有液态汞。采用固体电极时,为了保证实验的重现性,需注意建立合适的电极预处理步骤。
1.2辅助电极(counter electrode)
辅助电极也叫对电极,其作用是和工作电极组成一个串联回路,只起到导电的作用。
在电化学研究中经常选用性质比较稳定的材料,比如铂或者石墨。(在需要长时间电化学实验的体系中最好选择石墨电极,因为最近的很多文献表明,当选用Pt做对电极时,长时间的测试往往会使Pt溶解,工作电极在扫描的过程中会沉积Pt,从而可能会影响工作电极的活性)
为了减少辅助电极极化对工作电极的影响,辅助电极本身的电阻要小,并且不易极化,其面积通常要求大于工作电极。其原因是在相同的电流下,如果电极面积大,那么电流密度小,根据B-V 方程,其过电位小,极化小,因此电化学工作站的灵敏度高,干扰小。反过来说,当工作电极的
面积非常小时,极化电流引起的辅助电极的极化可以忽略不计,即辅助电极的电势在测量中始终稳定,此时辅助电极可以作为测量回路中的电势基准,即可作为参比电极。例如,研究超微电极时,可用二电极
三电极体系
三电极是指研究电极,参比电极,辅助电极。三电极组成两个回路,一个用来测电位,另一个用来测电流,研究电极和参比电极组成的回路,用来测试电极的电位,因为参比电极的电位是已知的,而研究电极和辅助电极组成另一个回路,用来测试电流,这就是所谓的“三电极两回路”,也就是测试中常用的三电极体系。参比电极多用银/氯化银参比电极,辅助电极一般要求面积很大。
电化学测量三电极系统:工作电极,辅助电极(对电极),参比电极。
参比电极的作用是在测量过程中提供一个稳定的电极电位,对于一个三电极的测试系统,之所以要有一个参比电极,是因为有些时候工作电极和辅助电极(对电极)的电极电位在测试过程中都会发生变化的,为了确切的知道其中某一个电极的电位(通常我们关心的是工作电极的电极电位),我们就必须有一个在测试过程中电极电位恒定的电极作为参比来进行测量。如果可以确定辅助电极的电极电位在测试过程中是不发生变化或者变化可以忽略不计时,我们就不必使用参比电极。这就是所谓的双电极测试系统。辅助电极的作用是在整个测试中形成一个可以让电流通过的回路,只有一个电极外电路上是不可能有稳定的电流通过的。这就好比电路里面必须要有火线和零线一样。因此辅助电极对于电化学测试是必须的,而参比电极则可以根据具体情况进行选择,并不是一定要有的。
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Eø为电极电位的基准,其值为0.
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三电极体系
在介绍三电极体系之前,我们要先了解下电化学工作站的基础原理。
在恒电位模式下,工作站将精确控制对电极(CE)相对于工作电极(WE)的电位,从而准确定义工作电极(WE)与参比电极(RE)之间的电位差,并与用户指定值相对应。
在恒电流模式下,工作站将严格控制WE和CE之间的电流,监测RE和WE之间的电位差。
通过使用工作站,在测量期间的任何时候都可以使用负反馈机制来精确控制用户指定的值(即施加的电位或电流),如原理图所示。
从原理图中可以看出,CE连接到电子模块的输出端,该电子模块称为控制放大器(CA)。控制放大器迫使电流经过电解池。使用电流跟随器(LowCF) 或分流器(HighCR)分别测量低电流和高电流的电流值。始终使用差分放大器
(Diffamp) 测量RE和S之间的电位差。根据当前所选择的模式(恒电位或恒电流),PSTAT / GSTAT开关会自动切换。
随后信号将进入加和点(Σ),并与数模转换器(Ein)设置的波形一起输入到控制放大器中。
三电极体系
三电极体系是电化学中最常用的设置。在这种情况下,电流在CE和WE之间流动,WE和CE之间控制电位差,并在RE和S之间测量电位差。由于WE 与S相连,在WE虚地模式下,通过控制CE的极化过程,可始终控制RE和WE之间的电位差。WE和CE之间的电位无需测量,通过调整控制放大器以使WE和RE之间的电位达到用户的要求。这种配置可以控制WE电化学界面与RE 的电位。
为了减少由于RE和WE之间残留溶液而导致的欧姆降,可使用鲁金毛细管
将RE的末端尽可能地靠近WE表面,如上图。由于几乎没有电流流入参比电极,因此毛细管上的电压降很小或没有,从而确保毛细管的末端电位非常接近于RE 电位。