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      全文分析講解輸力強電化學工作站的相關知識

      更新時間:2021-09-07瀏覽:1974次
         輸力強電化學工作站在電池檢測中占有重要地位,它將恒電位儀、恒電流儀和電化學交流阻抗分析儀有機地結合,既可以做三種基本功能的常規試驗,也可以做基于這三種基本功能的程式化試驗。在試驗中,既能檢測電池電壓、電流、容量等基本參數,又能檢測體現電池反應機理的交流阻抗參數,從而完成對多種狀態下電池參數的跟蹤和分析。
        電極是與電解質溶液或電解質接觸的電子導體或半導體,為多相體系。電化學體系借助于電極實現電能的輸入或輸出,電極是實施反應的場所。一般電化學體系分為二電極體系和三電極體系,用的較多的是三電極體系。
        一、三電極體系
        研究電極上電子的運動是電化學反應的基礎,為了分別對電池或電解池的陰極,陽極發生的反應進行觀察需用到三電極體系。
        加入的電極叫做參比電極,它的作用是為了測量進行這些反應的電極電位的一個基準電極。被測定的電極叫做工作電極,與工作電極相對的電極叫做輔助電極。
        在三電極法中為了能夠在測定研究電極和參比電極之間電壓同時,又能任意調節研究電極的電位,設備為具有自動調節功能的恒電位儀。
        二、恒電位儀的基本概念
        恒電位儀是電化學測試中重要的儀器,其性能的優良直接影響電化學測試結果的準確度。由它控制電極電位值,以達到恒電位極化的目的。若給以指令信號,則可使電極電位自動跟蹤指令信號而變化。
        三個電極為工作電極、參比電極和輔助電極。
        1、工作電極
        又稱研究電極,是指所研究的反應在該電極上發生。一般來講,對工作電極的基本要是:
        (1)所研究的電化學反應不會因電極自身所發生的反應而受到影響,并且能夠在較大的電位區域中進行測定;
        (2)電極必須不與溶劑或電解液組分發生反應;
        (3)電極面積不宜太大,電極表面好應是均一平滑的,且能夠通過簡單的方法進行表面凈化等等。
        工作電極的選擇:
        通常根據研究的性質來預先確定電極材料,但普通的“惰性”固體電極材料是玻碳(鉑、金、銀、鉛和導電玻璃)等。
        采用固體電極時,為了保證實驗的重現性,必須注意建立合適的電極預處理步驟,以保證氧化還原、表面形貌和不存在吸附雜質的可重現狀態。
        在液體電極中,汞和汞齊是工作電極,它們都是液體,都有可重現的均相表面,制備和保持清潔都較容易,同時電極上有高的氫析出電勢,被廣泛用于電化學分析。
        2、輔助電極
        又稱對電極,輔助電極和工作電極組成回路,使工作電極上電流暢通,以保證所研究的反應在工作電極上發生,但必須無任何方式限制電池觀測的響應。由于工作電極發生氧化或還原反應時,輔助電極上可以安排為氣體的析出反應或工作電極反應的逆反應,以使電解液組分不變,即輔助電極的性能一般不顯著影響研究電極上的反應。
        但減少輔助電極上的反應對工作電極干擾的好辦法可能是用燒結玻璃、多孔陶瓷或離子交換膜等來隔離兩電極區的溶液。
        3、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(相對于參比電極)的電極電勢。
        在控制電位實驗中,因為參比半電池保持固定的電勢,因而加到電化學池上的電勢的任何變化值直接表現在工作電極/電解質溶液的界面上。實際上,參比電極起著既提供熱力學參比,又將工作電極作為研究體系隔離的雙重作用。
        參比電極的種類:不同研究體系可選擇不同的參比電極。水溶液體系中常見的參比電極有:飽和甘汞電極(SCE)、Ag/AgCl電極、標準氫電極(SHE或NHE)等。
        許多有機電化學測量是在非水溶劑中進行的,盡管水溶液參比電極也可以使用,但不可避免地會給體系帶入水分,影響研究效果,因此,建議好使用非水參比體系。常用的非水參比體系為Ag/Ag+(乙腈)。工業上常應用簡易參比電極,或用輔助電極兼做參比電極。
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