实验电化学资料
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（1）所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的 反应而受影响，并且能够在较大的电位区域中 进行测定。
（2）所使用的金属电极不会与溶剂或者支持电解质 反应而使其分解。
（3）电极表面均一，根据需要，有时还要求具有较 大的表面积。
（4）电极本身不易溶解或者生成氧化膜。
（5）能够通过简单的方法进行表面净化。
• 三电极体系测定装置示意图
1.3 两回路 电势测量的误差
减小溶液电阻的方法
• 使用鲁金毛细管 • 恒电势仪补偿法 • 电桥线路补偿法 • 断电法 • 加入支持电解质
电化学体系的基本单元
• 电极（工作电极、对电极、参比电极）
工作电极：也称研究电极，是所研究的反应在该电极上发生。 可以是固体、液体
• 辅助电极，也叫对电极，它只用来通过电流以实现研 究电极的极化。
• 参比电极，是测量电极电势的比较标准，具有已知且 稳定的电极电势。
1 测量体系
1.1 电极电势与电池电动势
• 电极电势与相对电极电势
A
B
• 若任一电极M与标准氢电极组 成无液接电势的电池，则M电 极的电极电势即是此电池的电
动势
电化学体系的基本Leabharlann Baidu元
（1）水
介电常数 电势窗
A 介电常数大
B 电势窗 2H 2e H2
H2O 1/ 2O2 2H 2e
EH
E H2 / H
0.059pH
EO
E H2 / H
1.23 0.059pH
EH 0.059pH
EO 1.23 0.059pH
工作电极 (WE)
1 工作电极的选择 2 工作电极电位窗口的选择 3 工作电极的处理及检测
三电极俩回路测定线路图
恒电流法基本测
极化 回路
测量
电
回路
位 计
量线路图。
测量回路不通过
电流。
• 三电极构成两个回路：一是极化回路（左侧）；二是电位测量回路 （右侧）。极化回路中有极化电流通过，因此极化电流大小的控制和 测量在此电路中进行。电位测更紧回路中用电位测量或控制仪器来测 量或控制研究电极相对于参比电极的电位。这一回路中几站没有电流 通过（电流＜10-7安)。
对电极：也称辅助电极，该电极和工作电极组成回路，使工作 电极上电流畅通。
参比电极：是已知电势并接近不极化的电极，基本上不通过电流， 用于测定研究电极相对于参比电极的电极电势。 对于化学电源和电解装置，对电极和参比电极合二为一，就是 两电极体系。
2 电解质溶液
• 2.2.1 电解质体系用溶剂 考虑的因素：待分析物的溶解度、溶剂的活性
若要求电势测量误差<0.1%
VAB =1- R +R极化 99.9%
E
R +R极化 RAB
A
B
RAB 1000 R +R极化
1.3 两回路
mA
B
CE RE
WE
E
极化三回电路极体系示意测图量回路
1.3 两回路 电势测量的误差
mA
B
CE RE
WE
RL or RΩ
E
极化三回电路极体系示意测图量回路
（6）电解合成时，金属电极表面对电化学反应具有 催化作用，即富有表面活性的金属。
Cdl
Cdl
Rs
Rct
Rct
惰性电极和电解液
Cdl
Rs
Cdl
2.用小振幅高频交流电并用铂黑电极，使电极的面 积大和高频使电容产生的阻抗很小
Rs
3. 高频交流电使电极表面无明显浓度梯度，消除扩散。
电化学反应测量的要求
Cdl
Cdl
Rs
Rct
Rct
1.加支持电解质→电迁移速率加快
2.对电极用惰性电极
电化学测量实验基础
• 1 测量体系 • 2 电解质溶液 • 3 研究电极 • 4 辅助电极 • 5 参比电极
• 6 盐桥 • 7 溶液除氧 • 8 电解池与实验体系 • 9 电化学测量仪器 • 参考文献
2.1.2 三电极体系
• 研究电极，也叫 工作电极，要求 具有重现的表面 性质，如电极的 组成和电极的表 面状态。
• 可见，利用三电极体系即可使研究电极界面上有电流通过，又不影响 参比电极电位的稳定。因此可同时测定通过研究电极的电流和电位， 从而得到单个电极的极化曲线。
电极过程研究的基本技术—“三电极”体系
• 电化学研究主要通过研究或控制单个电极 的过程来进行，电极过程的主要影响参数： 电极电位。
• 测试或控制电极电位的方法：三电极体系。 专用设备：恒电位仪，计算机控制的电化 学测试系统等，一般现在采用电化学工作 站。
辅助
位难以恒定
4) 可以在恒定 电位下进行 电化学反应
并测量电流电位之间的 变化
1.1 电极电势与电池电动势
电势测量的仪器要求
VAB =I测 RAB =E-I测 R +R极化 E=I测 R +R极化 +RAB
VAB =E-I测 R +R极化
E
=ER +R极化 RAB
R +R极化
• （1）中，因为研究的对象是电极，所以，只要 把它作为电极，在适合的溶剂中进行测定即可。 下面仅对属于（2）类型的研究电极加以介绍。
• 在（2）类的电极中，电极本身不发生溶解反应， 叫做惰性电极。但惰性电极并不是电绝缘体。 它指的是以铂和金为代表的，在测定电位区域 里能稳定地工作的电极。
• 惰性电极的材料需具有以下性质（因为惰性电 极以金属电极为主，所以在此仅列举适用于作 惰性电极的金属特性）：
三、研究电极
• 在电化学测定中，最使人们感兴趣的是研究电 极表面上所发生的反应，根据研究电极的功能 可以按以下进行分类：
（1）以研讨研究电极本身的化学特性为目的的研究 电极，如电池用的锌负极，或者是光照后具有 活性的半导体电极等。
（2）以研究溶解于溶液中的化学物质，或者是从外 部导入的某气体的电化学特性为目的的研究电 极，即提供电化学反应场所的电极。
Question 1: 两电 极和三电极系统 有什么区别？为 什么一般的电 化学研究需用三 电极系统？
三电极测定体系 从半电池到三电极体系
1) 无法知道电极 的电位
2) 可知两个电极 之间的电位差, 但无法知道电 极在怎样的电 位下发生怎样 的反应
参
研 究
3) 可知研究电
比
极的电位,但
研究电极电
实验电化学
一般电极反应过程
电化学实验设计
• 电解池最简单的等效电路
Cdl
Cdl
Rs
Rct
Rct
1.1 电化学体系的基本单元
电化学电池的设计
• 电化学体系的设计
1.根据测量要求设计 反应体系→电极→电解质溶液→几电极体系
2.什么是速率决定步骤 将要测量的东西显现出来
电导测量的要求
1. 选择电解液和电极
（2）所使用的金属电极不会与溶剂或者支持电解质 反应而使其分解。
（3）电极表面均一，根据需要，有时还要求具有较 大的表面积。
（4）电极本身不易溶解或者生成氧化膜。
（5）能够通过简单的方法进行表面净化。
• 三电极体系测定装置示意图
1.3 两回路 电势测量的误差
减小溶液电阻的方法
• 使用鲁金毛细管 • 恒电势仪补偿法 • 电桥线路补偿法 • 断电法 • 加入支持电解质
电化学体系的基本单元
• 电极（工作电极、对电极、参比电极）
工作电极：也称研究电极，是所研究的反应在该电极上发生。 可以是固体、液体
• 辅助电极，也叫对电极，它只用来通过电流以实现研 究电极的极化。
• 参比电极，是测量电极电势的比较标准，具有已知且 稳定的电极电势。
1 测量体系
1.1 电极电势与电池电动势
• 电极电势与相对电极电势
A
B
• 若任一电极M与标准氢电极组 成无液接电势的电池，则M电 极的电极电势即是此电池的电
动势
电化学体系的基本Leabharlann Baidu元
（1）水
介电常数 电势窗
A 介电常数大
B 电势窗 2H 2e H2
H2O 1/ 2O2 2H 2e
EH
E H2 / H
0.059pH
EO
E H2 / H
1.23 0.059pH
EH 0.059pH
EO 1.23 0.059pH
工作电极 (WE)
1 工作电极的选择 2 工作电极电位窗口的选择 3 工作电极的处理及检测
三电极俩回路测定线路图
恒电流法基本测
极化 回路
测量
电
回路
位 计
量线路图。
测量回路不通过
电流。
• 三电极构成两个回路：一是极化回路（左侧）；二是电位测量回路 （右侧）。极化回路中有极化电流通过，因此极化电流大小的控制和 测量在此电路中进行。电位测更紧回路中用电位测量或控制仪器来测 量或控制研究电极相对于参比电极的电位。这一回路中几站没有电流 通过（电流＜10-7安)。
对电极：也称辅助电极，该电极和工作电极组成回路，使工作 电极上电流畅通。
参比电极：是已知电势并接近不极化的电极，基本上不通过电流， 用于测定研究电极相对于参比电极的电极电势。 对于化学电源和电解装置，对电极和参比电极合二为一，就是 两电极体系。
2 电解质溶液
• 2.2.1 电解质体系用溶剂 考虑的因素：待分析物的溶解度、溶剂的活性
若要求电势测量误差<0.1%
VAB =1- R +R极化 99.9%
E
R +R极化 RAB
A
B
RAB 1000 R +R极化
1.3 两回路
mA
B
CE RE
WE
E
极化三回电路极体系示意测图量回路
1.3 两回路 电势测量的误差
mA
B
CE RE
WE
RL or RΩ
E
极化三回电路极体系示意测图量回路
（6）电解合成时，金属电极表面对电化学反应具有 催化作用，即富有表面活性的金属。
Cdl
Cdl
Rs
Rct
Rct
惰性电极和电解液
Cdl
Rs
Cdl
2.用小振幅高频交流电并用铂黑电极，使电极的面 积大和高频使电容产生的阻抗很小
Rs
3. 高频交流电使电极表面无明显浓度梯度，消除扩散。
电化学反应测量的要求
Cdl
Cdl
Rs
Rct
Rct
1.加支持电解质→电迁移速率加快
2.对电极用惰性电极
电化学测量实验基础
• 1 测量体系 • 2 电解质溶液 • 3 研究电极 • 4 辅助电极 • 5 参比电极
• 6 盐桥 • 7 溶液除氧 • 8 电解池与实验体系 • 9 电化学测量仪器 • 参考文献
2.1.2 三电极体系
• 研究电极，也叫 工作电极，要求 具有重现的表面 性质，如电极的 组成和电极的表 面状态。
• 可见，利用三电极体系即可使研究电极界面上有电流通过，又不影响 参比电极电位的稳定。因此可同时测定通过研究电极的电流和电位， 从而得到单个电极的极化曲线。
电极过程研究的基本技术—“三电极”体系
• 电化学研究主要通过研究或控制单个电极 的过程来进行，电极过程的主要影响参数： 电极电位。
• 测试或控制电极电位的方法：三电极体系。 专用设备：恒电位仪，计算机控制的电化 学测试系统等，一般现在采用电化学工作 站。
辅助
位难以恒定
4) 可以在恒定 电位下进行 电化学反应
并测量电流电位之间的 变化
1.1 电极电势与电池电动势
电势测量的仪器要求
VAB =I测 RAB =E-I测 R +R极化 E=I测 R +R极化 +RAB
VAB =E-I测 R +R极化
E
=ER +R极化 RAB
R +R极化
• （1）中，因为研究的对象是电极，所以，只要 把它作为电极，在适合的溶剂中进行测定即可。 下面仅对属于（2）类型的研究电极加以介绍。
• 在（2）类的电极中，电极本身不发生溶解反应， 叫做惰性电极。但惰性电极并不是电绝缘体。 它指的是以铂和金为代表的，在测定电位区域 里能稳定地工作的电极。
• 惰性电极的材料需具有以下性质（因为惰性电 极以金属电极为主，所以在此仅列举适用于作 惰性电极的金属特性）：
三、研究电极
• 在电化学测定中，最使人们感兴趣的是研究电 极表面上所发生的反应，根据研究电极的功能 可以按以下进行分类：
（1）以研讨研究电极本身的化学特性为目的的研究 电极，如电池用的锌负极，或者是光照后具有 活性的半导体电极等。
（2）以研究溶解于溶液中的化学物质，或者是从外 部导入的某气体的电化学特性为目的的研究电 极，即提供电化学反应场所的电极。
Question 1: 两电 极和三电极系统 有什么区别？为 什么一般的电 化学研究需用三 电极系统？
三电极测定体系 从半电池到三电极体系
1) 无法知道电极 的电位
2) 可知两个电极 之间的电位差, 但无法知道电 极在怎样的电 位下发生怎样 的反应
参
研 究
3) 可知研究电
比
极的电位,但
研究电极电
实验电化学
一般电极反应过程
电化学实验设计
• 电解池最简单的等效电路
Cdl
Cdl
Rs
Rct
Rct
1.1 电化学体系的基本单元
电化学电池的设计
• 电化学体系的设计
1.根据测量要求设计 反应体系→电极→电解质溶液→几电极体系
2.什么是速率决定步骤 将要测量的东西显现出来
电导测量的要求
1. 选择电解液和电极