3電化學三電極體系

1、.3電化學三電極體系 電化學傳感器中用得最多的是三電極體系，對應的三個電極分別是工作電極、參比電極和輔助電極。三個電極組成兩個回路，工作電極和輔助電極(對電極)組成的回路，用來測電流;工作電極和參比電極組成的回路，用來測電極的電位。圖1.2是電化學傳感器中常用的三電極體系示意圖， 輔助電極又叫對電極(counter electrode )，它在整個體系中的作用是與工作電極形成回路，保持電流的暢通穩(wěn)定，就好比電路里需同時具備火線和零線一樣，由此可見，對電極在電化學測試體系中不可或缺。對電極保證電化學反應發(fā)生在工作電極上但又不會影響工作電極上的反應。對電極的表面積比工作電極的表面積要大，這樣就能降

2、低加在對電極上的電流密度，使它在檢測過程中不容易被極化。常用的對電極材料有Ag, Pt, Ni等。 參比電極(reference electrode)是指具有己知恒定電位，且接近理想不極化的電極，基本上沒有電流通過它。在電化學檢測的三電極體系中，參比電極一方面在熱力學上提供參比，另一方方面則是將工作電極隔離起來。為了滿足電化學檢測體系的需要，參比電極必須是良好的可逆電極，且電極電勢要符合能斯特方程，在很小的電流流經(jīng)過后，電極的電勢能快速回到原狀，當然電勢的穩(wěn)定和重現(xiàn)性必須很好。常用的參比電極主要有三種:標準氫電極(normal hydrogenelectrode , NHE );甘汞電極(ca

3、lomel electrode ) 0 g 20;銀/氯化銀電極(Ag/AgCI協(xié)”，。其中的甘汞電極和銀/氯化銀電極在實驗室最為常用。甘汞電極的電極反應是:Hg2Cl2 + 2e二2Hg十2C1，而銀/氯化銀電極的電極反應則是AgCI + e一Ag +Cl，從反應式中可看出，二者的電位皆與氯離子的濃度有關(guān)。在本課題中所使用的三電極系統(tǒng)中，參比電極均為銀/氯化銀電極。 所研究的反應發(fā)生在工作電極(working electrode)上，各種能導，一匕的材料都能用作工作電極，既可以是固體，也可以是液體。雖然對_!_作電極的材料沒有很明確的限制，但是對_f作電極本身有一定的要求。最堪本的一矛a是工

4、作電極自身所發(fā)生的反應不會影響到所研究的電化學反應，并且電極的工作電位窗口要盡可能寬;最一暇要的是電極必須不能與溶劑或者電解質(zhì)組分發(fā)生反應;電極的表面應該呈光滑鏡面狀態(tài)，表面面積不能太大，而且就算沾染到污物，也能通過簡單的預處理使電極表面達到使用要求。固體電極使用較為廣泛的有玻碳電極f6 l、鉑電極g、金電極9-川、碳糊電極【i2等，為了保證電極表面不存在影響檢測的雜質(zhì)，此類電極在使用前都必須經(jīng)過嚴格的預處理過程13, l4。液體電極的典型代表是汞和汞齊電極工”，“l(fā)，因為是液體，所以具有可重現(xiàn)的均相表面，制備和保存都比固體電極要容易，并且此類電極有很高的析氫電位，拓寬了負電位的工作窗口，早年被廣泛用于電化學分析中，但是由于