【5A文】电化学工作站原理及应用.ppt

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1、【5A文】电化学工作站原理及应用1.电化学工作站的基本概述2.电化学测试方法3.电化学工作站的原理4.电化学工作站的具体应用31.二电极电化学池Eappl>-0.64V，无电流Eappl=-0.84V，有电流额外的0.2V包括两部分：过电势和溶液的电阻导致的电势降（iR，欧姆降）欧姆降足够小(1-2mV)可以采用二电极*给定的电势只有一部分作用到电极上42.三电极电化学池工作电极（WE）参比电极（RE）对或辅助电极(counterorauxiliaryelectrode，CE)Luggincapillary加入的电极叫做参比电极，

2、它的作用是为了测量进行这些反应的电极电位的一个基准电极。被测定的电极叫做工作电极，与工作电极相对的电极叫做辅助电极。在三电极法中为了能够在测定研究电极和参比电极之间电压同时，又能任意调节研究电极的电位，最理想的设备为具有自动调节功能的恒电位仪。7对（辅助）电极作用—传导电流要求—（1）良好的电子导体（2）研究电势范围内是惰性（3）面积大于工作电极（4）形状与工作电极吻合（5）放置在与工作电极对称的位置常用—镀Pt黑的Pt或Ni等，玻炭、石墨等8工作电极液体电极—Hg电极固体电极—惰性电极（Pt、Au、C）和氧化还原电极（Cu、Pb、

3、Mg等）电极材料的选择：背景电流小、电势窗口宽、导电性好、稳定性高、重现性好、表面活性及表面吸附性能等。常用的液体Hg电极有：（1）滴汞电极（droppingmercuryelectrode，DME）（2）静态滴汞电极（staticmercurydropelectrode，SMDE）（3）悬汞电极（hangingmercurydropelectrode，HMDE),9金属电极—Pt、Au、Ag等。导电性好、背景电流可以忽略、表面改性方便、制备简单；但表面不均一，真实面积不宜控制、易吸附污染物被污染（杂质影响敏感）、表面可能腐蚀或钝化

4、。固体电极—金属电极和炭电极判断分析：是实验结果的分析和解释。响应信号：是实验结果扰动信号：是测量条件的选择与控制。对“未知”施加挠动信号得到响应信号判断分析得“已知”学习电化学测量的基本方法如下：三电极与两回路实测图三电极与两回路原理图研究电极WE三电极组成三电极辅助电极CE参比电极RE由：控制与测量电位的仪器、WE、RE、盐桥等组成。①测量回路（并联电路）由：极化电源、WE、CE、可变电阻以及电流表等组成。①极化回路（串联电路）实现控制或测量极化的变化测量WE通电时的变化情况功能目的调节或控制流经WE的电流实现极化电流的变化与测

5、量两回路1.可以同时测量极化电流和极化电位；2.三电极两回路具有足够的测量精度。三电极的优点1.被测体系研究电极所处的溶液体系。2.测量体系参比电极所处的溶液体系。两类溶液体系1.2.1电解池／容器是装电解质溶液、WE、CE所用，是一种容器，要求稳定性好，不溶出杂质，不与电极物质、电解液发生反应，大部分无机电解质是玻璃的，强碱电解液例外，具体要求如下：①化学稳定性高；②体积适中太小：研究体系浓度变化；太大：浪费浓度变化：，可见c与J0有关→η。三电极体系中各组成部分的作用和要求③鲁金Luggin毛细管距离；太近：电位测不准；太远：较

6、大的欧姆压降；距离(管直径)，这是半定性半定量关系；鲁金：是苏联电化学创始人“A.H.弗鲁姆金”院士的人名，为了纪念他发明的装置，他是经典电化学的奠基人。④气体电极：要注意气体的入口和出口例如：燃料电池的氢电极、氧电极。三电极体系中各组成部分的作用和要求⑤辅助电极的位置、大小及形状；位置：与WE平行放置；大小：SCE>5SWE。三电极体系中各组成部分的作用和要求形状：例如天津第一电镀厂，要镀12t的轴（直径1.2m，长：12m），怎么做呢？就在地下挖个大坑，把轴吊在坑里并转动，转动的目的是减小浓差极化，四周为辅助电极，如下图所示：⑥

7、恒电位测量中，电解池的内阻要小。三电极体系中各组成部分的作用和要求作用：比较。本身电位的稳定。应具备的条件①可逆电极（浓度不变，电位不变）；这是热力学说法，符合Nernst方程。②参比电极是不极化电极（i0→∞）；实际上i0不可能∞，所以需要控制流经RE的电流非常小，即：I测<10-7A/cm2。参比电极应具备的条件③良好的稳定性(化学稳定性好、温度系数小)；④具有良好的恢复特性；⑤恒电位测量中，要求低内阻，从而实现响应速度快。参比电极常见的参比电极①甘汞电极；Hg

8、Hg2Cl2

9、Cl-由于Hg+→Hg2+（亚汞不稳定，高温时易变成

10、Hg2+，受温度影响大。<70℃，另外，［Cl-］要饱和，防止发生变化)。参比电极常见的参比电极②汞-硫酸亚汞电极；Hg

11、Hg2SO4

12、SO42-亚汞不稳定，高温时易变成Hg2+，受温度影响大。防止Hg2SO4水解，应选高浓度的SO4