电极概要.ppt

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1、电极概要电极概要第二章第二章 电极与电解池电极与电解池电极电位的测定电极电位的测定电位测量仪表 a.直流数字电压表 pz-28数显 b.电位差计 c.高阻抗电压表 d.各种pH计 e.各种计算机，单板机，示波器，x-y函数仪电极电位测定中对仪表的要求 a.仪表输入阻抗高 b.适当的精度与量程 c.仪表的响应速度快。电解池及电解池体系H型电解池研究电极与辅助电极分散在两边，中间是隔膜，隔膜是一种多孔物质。作用：研究电极与辅助电极隔开，防止辅助电极的产物对研究电极的影响。2电解池及电解池体系H型电解池单筒电解池：使用暂态测量一些特殊实验用的电解池图2-3用于腐蚀研究，图2-4用于滴汞电极 图2-5

2、用于旋转圆盘电极的电解池 3图1-2 三电极体系二用电解池A1 A2辅助电极；B研究电极C盐桥；D进气E出气管4图1-3 一种用于腐蚀研究的电解池A研究电极；B辅助电极；C盐桥；D温度计；F进气管；G出气管 图1-4 滴汞电极的电解池图1-5 旋转电极电解池 5电解池设计原则电解池设计原则电解池设计原则电解池设计原则电解池材料的选择要耐介质腐蚀，不污染电解液a.玻璃电解池 优：透明，易加工，使用温度范围宽，对酸性，中性有机物溶液均可使用。缺点：易损坏，不适用碱性，氢氟酸。b.有机玻璃电解池优点：透明，易加工，对酸性，碱性，中性溶液均可使用。缺点：使用温度低于70，否则会变形聚四氟乙烯电解池优：

3、稳定性好。温度，介质使用范围宽。缺：价格高。6 电解池体积要适当体积太大：浪费溶液，辅与研之间距离增大，溶液电位降增大。体积太小：反应物消耗快，反应物易在电极上积累。容面比：50ml/cm2电解池设计时要减少其他物质对电化学测量的干扰。结构简单，使用方便7三电极电解池体系三电极电解池体系组成 a.电解池 b.三电极 辅：与研构成极化回路 研：研究的对象 参：测量电极电位的参考电极。C.盐桥与Luggin毛细管 盐桥：p62图2-20各种盐桥。作用：连接研与参，减少液体接界电位；防止研与参溶液相互污染。Luggin毛细管：指盐桥靠近研究电极一侧的尖嘴部分。作用：减少溶液的欧姆电位降。如：研为球形

4、或柱状电极，辅最好作成圆筒形，研放在辅助电极中间。89组装三电极体系应考虑的问题：电解池材料的选择.电极形状，放置的位置，方向要合理，就是有利于使研究电极电流密度均匀分布。如：研为平面，辅为平面。研究电极与辅助电极的面积要适当。研面积宜小，辅助电极面积宜大。C=s/4 kd s大，微分电容大，容抗小，可忽略辅助电极界面容抗，辅助电极一般用惰性材料作成，反应电阻大，电流密度小，极化小，可认为不发生反应，这样电解池的交流阻抗就是研究电极的交流阻抗。参比电极的选择要适当。Cl-体系：甘汞电极，Ag-AgCl电极 SO42-体系：Hg2SO4电极10参比电极参比电极参比电极是电化学测量中必不可少的，须

5、满足的条件：电极的交换电流密度要高。io,可逆程度高,电位稳定,不易极化!=RT/（nFio)io 电位稳定，重现性好电位变化的温度系数小参比电极的溶液不污染被测溶液制备，使用维护简单方便11常用的参比电极标准氢电极(SHE)特点：H+=1，PH2=1atm，任何温度下，标准氢电极电位均为0，io增大，可逆性好，电位稳定，是早期常用的参比电极。缺点：制备，使用不方便，H2本身是还原剂。甘汞电极特点：结构简单，使用方便，有0.1N,1N和饱和KCl三种.缺点:对温度敏感,高温时电位稳定性变差,0.1NKCl甘汞电极温度系数最小,而饱和甘汞电极温度系数最大.使用范围中性氯化物体系中,可将电极直接插

6、入溶液当中使用.对非氯离子体系必须使用盐桥.温度小于70有Ag+的体系不能用.对忌Cl-的体系不能使用.避光照.12电极反应：电极电位表达式：饱和甘汞电极(SCE)的电位0.244V.13Ag-AgClAg-AgCl电极电极特点:Cl-可逆电极,高温时稳定性好，饱和氯化银电极电位为0.198V使用范围：含氯离子体系,电极直接插入溶液当中使用。对温度的稳定性能好。Hg-HgHg-Hg2 2SOSO4 4 电极电极特点:SO42-可逆电极,与甘汞电极相似使用范围:主要用于含SO42-的酸性溶液。饱和硫酸亚汞电极电位为0.652VHg-HgOHg-HgO电极电极使用范围:使用于碱性介质，pH8的体系

7、。HgO易溶于酸性溶液，pH8，反应不发生.14 Cu-CuSOCu-CuSO4 4电极电极结构简单,电位稳定性差,只适用于野外作业.15各种参比电极1、甘汞电极图1-13 各种形式的甘汞电极1、汞；2、汞与甘汞糊状物；3、多孔陶瓷；4、KCl晶体；5、KCl溶液；6、铂电极162、银-氯化银电极图1-14 银-氯化银电极1、铜丝；2、焊点；3、环氧树脂；4、Ag/AgCl丝；5、KCL溶液；6、石棉绳；7、乳胶管173、铜-硫酸铜电极图1-17 铜-硫酸铜参比电极1、铜丝或铜棒；2、固体硫酸铜晶体；3、饱和硫酸铜溶液；4、脱脂棉或软木塞；5、多孔素烧陶瓷罐；6、涂釉层；7、胶木盖；8、螺帽；

8、9、固定孔；10、玻璃管；11、橡皮塞18辅助电极作用：和设定在某一电位下的研究电极组成极化回路，使研究电极上电流畅通，研究电极上的电流能够流畅地通过辅助电极。材料：铂或者碳电极做辅助电极 要求：面积要比研究电极的面积大100倍 19研究电极1、铂电极图1-7 几种形式的铂电极 1、铂丝；2、焊接点；3、汞；4、铜丝；5、玻璃管；6、石蜡或环氧树脂；7、铂片202、金属园盘电极 图2-9 金属园盘电极1、金属园柱；2、焊接点；3、铜丝；4、AB胶或环氧树脂；5、聚四氟乙烯管；6、玻璃管；7、矿物电极；8、汞；9、高纯金属213、金属片状电极 图1-10 金属片状电极1、金属片；2、焊接点；3、

9、导电铜丝；4、绝缘涂层；5、玻璃管；6、高钝金属；7、聚三氟氯乙烯粉末热压的绝缘层；8、聚乙烯管224、金属单晶电极金属单晶面具有明确的原子排列结构，是表面科学和异相化学领域基础研究中的理想模型表面。利用金属单晶面可在原子层次上认识表面结构重构、吸附成键和配位等表面物理化学过程的基本规律。235、碳电极 石墨电极：石墨电极：浸入石蜡的多孔性石墨电极 石蜡的作用防止电解液或者氧气进入电极内部热分解制作的致密性石墨电极 在高温或减压下，在2000左右的基板上使碳水化合物分解形成很薄的具有结晶构造的层状物.玻碳电极玻碳电极:酚醛聚合物或聚丙烯腈，在一定压力下加热到10003000，在惰性气氛中碳化可

10、以得到各向同性的玻璃碳 碳糊电极碳糊电极：由碳粉或石墨粉与液体胶粘剂混合而成。它具有制作简单、重现性好，阳极极化的残余电流小等优点。碳纤维电极碳纤维电极 ：由石油沥青或聚丙烯腈热解制得，其热处理过程类似与玻碳，而在固化阶段碳材料被拉成纤维状，并使石墨的轴沿纤维方向定向。24电极材料的选择固体电极分为2大类：惰性电极和氧化还原电极惰性电极：铂，金，碳电极氧化还原电极：铜，铅，镁电极材料的选择以研究电极本身的电化学特性为目的，如电池用的锌负极提供电化学反应场所，研究对象为溶液特性25电极的封装技术固体电极必须与导线连接铂丝电极直接封入玻璃管中固体圆片电极的背面焊上铜丝作为导线，非工作面用环氧树脂绝缘。将圆片状电极紧紧压入内径略小于试样外径的聚四氟乙烯套管中。26固体研究电极的预处理固体电极表面有钝化膜，除去钝化膜的方法砂纸打磨金相砂纸抛光稀碱溶液除油热硝酸浸洗 蒸馏水冲洗。电极进行阴极极化到析出氢气，并保持数分钟，生成的氢气将氧化膜还原。1121图1-6 除去与未除钝化膜的阳极极化曲线比较1除去钝化膜；2未除钝化膜27作业 在三电极体系中,为什么研究电极面积要小,辅助电极面积要大.本章结束28293031结束结束