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2021/9/13 19:01:31+GF+电极3-2726-10产品说明
电子或电器装置、设备中的一种部件,用做导电介质(固体、气体、真空或电解质溶液)中输入或导出电流的两个端。输入电流的一极叫阳极或正极,放出电流的一极叫阴极或负极。电极有各种类型,如阴极、阳极、焊接电极、电炉电极等。
在电池中电极一般指与电解质溶液发生氧化还原反应的位置。电极有正负之分,一般正极为阴极,获得电子,发生还原反应,负极则为阳极,失去电子发生氧化反应。电极可以是金属或非金属,只要能够与电解质溶液交换电子,即成为电极。
电极的概念是M.法拉第进行系统电解实验后在1834年提出的,原意只指构成电池的插在电液中的金属棒。电池的组成部分,它由一连串相互接触的物相构成,其一端是电子导体──金属(包括石墨)或半导体,另一端必须是离子导体──电解质(这里专指电解质溶液,简称“电解液”或“电液”)。结构简单的电极应包括两个物相和一个相界面,即〔金属|电液〕。上述定义的电极也称“半电池”。
命名方式很复杂,有些根据电极的金属部分命名,如铜电极、铂电极等;有些根据电极活性的氧化还原对中的特征物质命名,如甘汞电极、氢电极;有些根据电极金属部分的形状命名,如滴汞电极、转盘电极;有些根据电极的功能命名。这些名称如参比电极、钠离子选择电极(见离子选择性电极)等,都是约定俗成的。
任何金属与电解液接触都会产生电势(位),这是电极的最主要的特征性质。
如果电极界面上存在着单*种氧化还原对的快速电子交换,即存在着交换电流很大的(见迁越超电势)单一电极反应,这种电极能很快建立电化学平衡,称为可逆电极。可逆电极的电势能较长时期维持稳定,抗干扰能力较大,并能精确测量。它是可逆电池的必要组成部分,是电位分析法测量装置的核心部件,有重要的实用意义。可逆电极有以下类型:
① 金属电极,如铜电极(图2),其特点是氧化还原对可以迁越相界面。
② 氧化还原电极,例如Pt|Fe,Fe电极 (图3)、Pt|Mn,MnO嬄,H电极等。它的氧化还原对不能迁越电极相界面,电极的铂Pt只表示电极金属是惰性的,它只是提供电子交换的场所,实际应用时可采用任何惰性金属。
③ 气体电极,是氧化还原对的一个组分为气体时的氧化还原电极 (图 4),例如氢电极 (Pt|H2|H)、氯电极(Pt|Cl2|Cl)等。为了加速达成平衡,金属铂上需要镀上铂黑以增加表面积并起电催化作用。
但由于金属锌上的氢超电势很高,反应⑵速率太小,反应⑴是主导的,上述锌电极被认为是单一电极,是典型的可逆电极。当不太纯的锌浸入硫酸中时,反应⑴和⑵的速率都较快,所以【Zn|H2SO4】电极是二重电极,它的静态电势可根据反应⑴和⑵的极化曲线和极化规律来判断。金属腐蚀体系常常是二重电极。多重电极不可能是可逆的
实际应用时,被研究的电极称为工作电极W,在电化学分析法中也称指示电极,它的电势可利用与参比电极R组成的二电极测量电池测量。当工作电极需要极化时,则要另用一辅助电极(或称对应电极,用C表示),组成三电极测量电池系统(图6),以提供可调节的电流。此时为了减少电液中欧姆电位降(IR)对工作电极电势测量的误差,参比电极与电解液连接处应采用毛细管,使之尽量靠近工作电极,称为鲁金毛细管。