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電化學實驗基礎之電極基礎篇（一）參比電極的概念

來源：本站時間：2020-08-21 09:35:50 瀏覽：31193次

電極的基本概念

在兩個相互接觸的導體相中，一個是電子導體相，一個是離子導體相，并且在兩相接觸的相界面處會發生電荷轉移的化學反應，上面的體系就構成了一個電極體系。離子導體相一般為液態或者固態電解質，電子導體相（即電極材料）一般稱為電極。

參比電極能保持恒定電位的機理

電極電位通常是指電極材料和電解質溶液的內電位差，也叫電極的絕對電極電位。而這個內電位差我們是無法通過實驗直接測量的，也不能通過使用溶液電勢作為參考點來得到電極電位。但是我們可以通過使用一個高阻抗的電壓計測量進入統一電解溶液中的兩個電極間的相對電極電位差。如果我們選擇一個電極電位不變的電極作為基準，將這個基準規定為零，那么，我們就可以得到待測電極的電極電位了。我們選擇的這個基準電極就是參比電極。那么為什么參比電極的電極電位能保持恒定呢？

這正是因為（1）參比電極的電極反應可以很快的達到平衡，并且是可逆的，符合能斯特方程。（2）參比電極的電極電勢能夠長時間穩定，重現性好，并且在大電流密度下是不極化或難極化的。（3）即使有電流通過時，電極電位能夠快速回復原狀，不產生滯后。（4）當溫度變化時，電極電位幾乎不受影響。

氫標準電極的類型

氫標準電極是電化學中的一級標準電極，其電勢已成為任何電化學氧化還原半反應電勢的零電位基準。目前，三種氫電極，即一般氫電極（Normal Hydrogen Electrode, NHE），標準氫電極（Standard Hydrogen Electrode, SHE）和可逆氫電極（Reversible Hydrogen Electrode, RHE）經常于各類文獻中被用于表示電極電勢，并在不少場合出現了隨意使用的趨勢。然而三者卻有著本質的不同。

電化學實驗基礎之電極基礎篇（一）參比電極的概念示意圖1

標準氫電極（SHE）示意圖

標準氫電極（SHE）:為“鉑電極在氫離子活度為1 M的理想溶液中，并與100 kPa壓力下的氫氣平衡共存時所構成的電極”。此種電極即當前電化學所規定的一級標準電極，其標準電極電勢被人為規定為零（其絕對電勢在25 ℃下為4.44±0.02 V）。標準氫電極只是一種假定的理想狀態，要求氫電極的電解液中的氫離子活度為1，氫氣的壓強為100 kPa，溫度為298.15K的狀態。

一般氫電極（NHE）：一般氫電極的定義為“鉑電極浸在濃度為1M濃度的一元強酸中并放出壓力約一個標準大氣壓的氫氣”。因其較標準氫電極易于制備，故為舊時電化學常用標準電極。但由于這樣的電極并不嚴格可逆，故電壓并不穩定，現在已經被棄用。

參比電極電勢在線換算網站

http://www.consultrsr.net/resources/ref/refpotls3.htm

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