|
电极与电极分类
|
|
一、参比电极
|
|
1.标准氢电极
|
|
标准氢电极是基准电极，规定其电位值为零(任何温度)。所有电极的电极电位都是相对于标准氢电极而得到的。但使用比较麻烦，一般不在实际中使用。
|
|
2.甘汞电极
|
|
|
最常用的参比电极之一。
|
|
电极反应：Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg + 2 Cl-
|
|
半电池符号：Hg，Hg2Cl2（固）KCl
|
|
电极电位（25℃）：
|
|
|
|
|
电极内溶液的Cl-活度一定，甘汞电极电位固定。
|
|
表4-2 甘汞电极的电极电位（ 25℃）
|
|
|
0.1mol/L甘汞电极
|
标准甘汞电极(NCE)
|
饱和甘汞电极(SCE)
|
|
KCl浓度
|
0.1 mol / L
|
1.0 mol / L
|
饱和溶液
|
|
电极电位（V）
|
+0.3365
|
+0.2828
|
+0.2438
|
|
|
温度校正： 对于SCE，t ℃时的电极电位为：
Et = 0.2438 - 7.6×10-4(t - 25) （V）
|
|
3.银-氯化银电极
|
|
银丝镀上一层AgCl沉淀,浸在一定浓度的KCl溶液中即构成了银-氯化银电极。
|
|
电极反应：AgCl + e- == Ag + Cl-
|
|
半电池符号：Ag，AgCl（固）KCl
|
|
电极电位（25℃）： EAgCl/Ag = E AgCl/Ag - 0.059lgaCl-
|
|
表4-3 银-氯化银电极的电极电位（25℃）
|
|
|
0.1mol/LAg-AgCl电极
|
标准Ag-AgCl电极
|
饱和Ag-AgCl电极
|
|
KCl浓度
|
0.1 mol / L
|
1.0 mol / L
|
饱和溶液
|
|
电极电位（V）
|
+0.2880
|
+0.2223
|
+0.2000
|
|
|
温度校正，标准Ag-AgCl电极，t ℃时的电极电位为：
|
|
Et = 0.2223 - 6×10-4(t - 25) （V）
|
|
二、指示电极
|
|
1.第一类电极──金属-金属离子电极，一个相界面
|
|
例如:Ag-AgNO3电极(银电极)，Zn-ZnSO4电极(锌电极)等。
|
|
电极电位为： E(Mn+ / M) = E (Mn+ /M)- 0.059lga(Mn+)
|
|
第一类电极的电位仅与金属离子的活度有关。
|
|
2. 第二类电极──金属-金属难溶盐电极，二个相界面,常用作参比电极
|
|
3. 第三类电极──汞电极
|
|
金属汞（或汞齐丝）浸入含有少量Hg2+-EDTA配合物及被测金属离子的溶液中所组成。根据溶液中同时存在的Hg2+和Mn+与EDTA间的两个配位平衡，可以导出以下关系式：
|
|
E(Hg22+/Hg )= E (Hg22+/Hg ) - 0.059lga(Mn+)
|
|
4. 惰性金属电极
|
|
如：铂电极。电极不参与反应，但其晶格间的自由电子可与溶液进行交换.故惰性金属电极可作为溶液中氧化态和还原态获得电子或释放电子的场所。如Fe3+/Fe2+电对的测量。
|
|
|
5. 膜电极—最重要的一类电极
|
|
|
|
|
特点：仅对溶液中特定离子有选择性响应（离子选择性电极）。
|
|
|
膜电极的关键：是一个称为选择膜的敏感元件。
|
|
|
敏感元件：由单晶、混晶、液膜、高分子功能膜及生物膜等构成。
|
|
|
膜内外被测离子活度的不同而产生电位差。
|
|
|
将膜电极和参比电极一起插到被测溶液中，则电池结构为:
|
|
|
|
|
|
外参比电极‖被测溶液(ai未知)∣内充溶液( ai一定)∣内参比电极
|
|
|
当电极放入被测溶液中时，敏感膜位于被测溶液和内充溶液之间。内外参比电极的电位值固定，且内充溶液中离子的活度也一定，则电池电动势为：
|
|
|
|
|
|
|
|
二、根据电极所起的作用分类
⒈指示电极和工作电极
在电化学测量过程中，溶液主体浓度不发生变化的电极称为指示电极。
如有较大电流通过，溶液主体浓度发生显蓍变化的电极称为工作电极。
⒉参比电极
在测量过程中，具有恒定电位的电极称为参比电极。
⒊辅助电极或对电极
辅助电极仅作为电子传递的场所以便和工作电极组成电流回路,所发生的电化学反应并非测示或研究所需要的。
⒋极化电极和去极化电极
在电化学测量中，电极电位随外加电压的变化而变化，或电极电位改变很大时而产生的电流改变很小的电极，称为极化电极。
若电极电位不随外加电压的变化而变化，或电极电位改变很小时而产生的电流改变很大，这类电极称为去极化电极。
电极
|
一、原电池中的电极
电极是原电池的基本组成部分。利用自发氧化还原反应产生电流的装置叫原电池，一个原电池必须由两个基本部分组成：两个电极和电解质溶液。给出电子发生氧化反应的电极，如丹尼尔电池（右图上部所示）中的Zn极，由于其电势较低，被称为负极（negative electrode）；而接受电子发生还原反应的一极，如Cu极，由于其电势较高，而称作正极（positive electrode）。
根据组成电极物质的状态，可以把电极分为三类。第一类电极是金属电极和气体电极，如丹尼尔电池中锌电极和铜电极，还有标准氢电极；第二类电极是金属-金属难溶盐电极及金属-金属难溶氧化物电极，如Ag-AgCl电极。第三类电极是氧化还原电极（任一电极皆为氧化还原电极，这里所说的氧化还原电极是专指参加电极反应的物质均在同一个溶液中），如Fe3+，Fe2+溶液组成的电极。
二、电解槽中的电极
电极是电解过程中，电流进入或离开电解液的导体。电解过程就是在电极相界面上发生氧化还原反应。
电极分为阴极和阳极，和电源正极相连的是阳极，阳极上发生氧化反应；和电源负极相连的是阴极，阴极上发生还原反应。
电解材料的种类很多，常用的是碳电极，此外钛等金属也可以做电极。在电镀中，镀层金属往往作为阳极，待镀制品作为阴极。
|
