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全文分析講解輸力強(qiáng)電化學(xué)工作站的相關(guān)知識(shí)
輸力強(qiáng)電化學(xué)工作站在電池檢測(cè)中占有重要地位，它將恒電位儀、恒電流儀和電化學(xué)交流阻抗分析儀有機(jī)地結(jié)合，既可以做三種基本功能的常規(guī)試驗(yàn)，也可以做基于這三種基本功能的程式化試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，既能檢測(cè)電池電壓、電流、容量等基本參數(shù)，又能檢測(cè)體現(xiàn)電池反應(yīng)機(jī)理的交流阻抗參數(shù)，從而完成對(duì)多種狀態(tài)下電池參數(shù)的跟蹤和分析。
電極是與電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)接觸的電子導(dǎo)體或半導(dǎo)體，為多相體系。電化學(xué)體系借助于電極實(shí)現(xiàn)電能的輸入或輸出，電極是實(shí)施反應(yīng)的場(chǎng)所。一般電化學(xué)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(yùn)動(dòng)是電化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)，為了分別對(duì)電池或電解池的陰極，陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)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(cè)量進(jìn)行這些反應(yīng)的電極電位的一個(gè)基準(zhǔn)電極。被測(cè)定的電極叫做工作電極，與工作電極相對(duì)的電極叫做輔助電極。
在三電極法中為了能夠在測(cè)定研究電極和參比電極之間電壓同時(shí)，又能任意調(diào)節(jié)研究電極的電位，設(shè)備為具有自動(dòng)調(diào)節(jié)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(xué)測(cè)試中重要的儀器，其性能的優(yōu)良直接影響電化學(xué)測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度。由它控制電極電位值，以達(dá)到恒電位極化的目的。若給以指令信號(hào)，則可使電極電位自動(dòng)跟蹤指令信號(hào)而變化。
三個(gè)電極為工作電極、參比電極和輔助電極。
1、工作電極
又稱(chēng)研究電極，是指所研究的反應(yīng)在該電極上發(fā)生。一般來(lái)講，對(duì)工作電極的基本要是：
(1)所研究的電化學(xué)反應(yīng)不會(huì)因電極自身所發(fā)生的反應(yīng)而受到影響，并且能夠在較大的電位區(qū)域中進(jìn)行測(cè)定;
(2)電極必須不與溶劑或電解液組分發(fā)生反應(yīng);
(3)電極面積不宜太大，電極表面好應(yīng)是均一平滑的，且能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行表面凈化等等。
工作電極的選擇：
通常根據(jù)研究的性質(zhì)來(lái)預(yù)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(dǎo)電玻璃)等。
采用固體電極時(shí)，為了保證實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)性，必須注意建立合適的電極預(yù)處理步驟，以保證氧化還原、表面形貌和不存在吸附雜質(zhì)的可重現(xiàn)狀態(tài)。
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(xiàn)的均相表面，制備和保持清潔都較容易，同時(shí)電極上有高的氫析出電勢(shì)，被廣泛用于電化學(xué)分析。
2、輔助電極
又稱(chēng)對(duì)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(yīng)在工作電極上發(fā)生，但必須無(wú)任何方式限制電池觀測(cè)的響應(yīng)。由于工作電極發(fā)生氧化或還原反應(yīng)時(shí)，輔助電極上可以安排為氣體的析出反應(yīng)或工作電極反應(yīng)的逆反應(yīng)，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(yīng)。
但減少輔助電極上的反應(yīng)對(duì)工作電極干擾的好辦法可能是用燒結(jié)玻璃、多孔陶瓷或離子交換膜等來(lái)隔離兩電極區(qū)的溶液。
3、參比電極
是指一個(gè)已知電勢(shì)的接近于理想不極化的電極。參比電極上基本沒(méi)有電流通過(guò)，用于測(cè)定研究電極(相對(duì)于參比電極)的電極電勢(shì)。
在控制電位實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閰⒈劝腚姵乇３止潭ǖ碾妱?shì)，因而加到電化學(xué)池上的電勢(shì)的任何變化值直接表現(xiàn)在工作電極/電解質(zhì)溶液的界面上。實(shí)際上，參比電極起著既提供熱力學(xué)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(lèi)：不同研究體系可選擇不同的參比電極。水溶液體系中常見(jiàn)的參比電極有:飽和甘汞電極(SCE)、Ag/AgCl電極、標(biāo)準(zhǔn)氫電極(SHE或NHE)等。
許多有機(jī)電化學(xué)測(cè)量是在非水溶劑中進(jìn)行的，盡管水溶液參比電極也可以使用，但不可避免地會(huì)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(yè)上常應(yīng)用簡(jiǎn)易參比電極，或用輔助電極兼做參比電極。
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