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cv為什么不出現(xiàn)氧化還原峰。
電化學工作站(Electro chemical workstation)是電化學測量系統(tǒng)的簡稱,是電化學研究和教學常用的測量設備。其主要有2大類,單通道工作站和多通道工作站,應用于生物技術(shù)、物質(zhì)的定性定量分析等。
一、電化學工作站基本概述
電化學工作站在電池檢測中占有重要地位,它將恒電位儀、恒電流儀和電化學交流阻抗分析儀有機地結(jié)合,既可以做三種基本功能的常規(guī)試驗,也可以做基于這三種基本功能的程式化試驗。在試驗中,既能檢測電池電壓、電流、容量等基本參數(shù),又能檢測體現(xiàn)電池反應機理的交流阻抗參數(shù),從而完成對多種狀態(tài)下電池參數(shù)的跟蹤和分析。
電化學工作站基本原理圖
電極是與電解質(zhì)溶液或電解質(zhì)接觸的電子導體或半導體,為多相體系。電化學體系借助于電極實現(xiàn)電能的輸入或輸出,電極是實施電極反應的場所。一般電化學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。
1. 三電極體系
研究電極上電子的運動是電化學反應的基礎,為了分別對電池或電解池的陰極,陽極發(fā)生的反應進行觀察需用到三電極體系。
加入的電極叫做參比電極,它的作用是為了測量進行這些反應的電極電位的一個基準電極。被測定的電極叫做工作電極,與工作電極相對的電極叫做輔助電極。
在三電極法中為了能夠在測定研究電極和參比電極之間電壓同時,又能任意調(diào)節(jié)研究電極的電位,最理想的設備為具有自動調(diào)節(jié)功能的恒電位儀。
2. 恒電位儀的基本概念
恒電位儀是電化學測試中最重要的儀器,其性能的優(yōu)良直接影響電化學測試結(jié)果的準確度。由它控制電極電位為指定值,以達到恒電位極化的目的。若給以指令信號,則可使電極電位自動跟蹤指令信號而變化。
相應的三個電極為工作電極、參比電極和輔助電極。
1工作電極
又稱研究電極,是指所研究的反應在該電極上發(fā)生。一般來講,對工作電極的基本要是:
(1)所研究的電化學反應不會因電極自身所發(fā)生的反應而受到影響,并且能夠在較大的電位區(qū)域中進行測定;
(2)電極必須不與溶劑或電解液組分發(fā)生反應;
(3)電極面積不宜太大,電極表面應是均一平滑的,且能夠通過簡單的方法進行表面凈化等等。
工作電極的選擇:
通常根據(jù)研究的性質(zhì)來預先確定電極材料,但最普通的“惰性”固體電極材料是玻碳(鉑、金、銀、鉛和導電玻璃)等。
采用固體電極時,為了保證實驗的重現(xiàn)性,必須注意建立合適的電極預處理步驟,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,汞和汞齊是最常用的工作電極,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,同時電極上有高的氫析出超電勢,被廣泛用于電化學分析。
2輔助電極
又稱對電極,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在工作電極上發(fā)生,但必須無任何方式限制電池觀測的響應。由于工作電極發(fā)生氧化或還原反應時,輔助電極上可以安排為氣體的析出反應或工作電極反應的逆反應,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。
但減少輔助電極上的反應對工作電極干擾的辦法可能是用燒結(jié)玻璃、多孔陶瓷或離子交換膜等來隔離兩電極區(qū)的溶液。
是指一個已知電勢的接近于理想不極化的電極。參比電極上基本沒有電流通過,用于測定研究電極(相對于參比電極)的電極電勢。
在控制電位實驗中,因為參比半電池保持固定的電勢,因而加到電化學池上的電勢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。實際上,參比電極起著既提供熱力學參比,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:不同研究體系可選擇不同的參比電極。水溶液體系中常見的參比電極有:飽和甘汞電極(SCE)、Ag/AgCl電極、標準氫電極(SHE或NHE)等。
許多有機電化學測量是在非水溶劑中進行的,盡管水溶液參比電極也可以使用,但不可避免地會給體系帶入水分,影響研究效果,因此,建議使用非水參比體系。常用的非水參比體系為Ag/Ag+(乙腈)。 工業(yè)上常應用簡易參比電極,或用輔助電極兼做參比電極 。
二、三電極的優(yōu)點
1. 可以同時測量極化電流和極化電位;
2. 三電極兩回路具有足夠的測量精度。
測量與被測體系組成或濃度不同時用鹽橋。
作用
?、傧驕p小液接電位;
②消除測量體系與被測體系的污染。
要求(鹽橋制備的注意事項)
?、賰?nèi)阻小,合理選擇橋內(nèi)電解質(zhì)溶液的濃度;
②鹽橋內(nèi)電解液陰陽離子當量電導盡可能相近,擴散系數(shù)相當(常用:
KCl、NH4NO3),以消除液接電位;
?、埯}橋內(nèi)溶液不能和測量、被測量體系發(fā)生相互作用;
?、芄潭}橋防止液體流動
采用4%的瓊脂溶液固定。
四、化學測試簡述
電化學測定方法是將化學物質(zhì)的變化歸結(jié)為電化學反應,也就是以體系中的電位、電流或者電量作為體系中發(fā)生化學反應的量度進行測定的方法。包括電流-電位曲線的測定;電極化學反應的電位分析,電極化學反應的電量分析;對被測對象進行微量測定的極譜分析;交流阻抗測試等。
3參比電極