电化学中最常见的5种参比电极!

1. 标准氢电极 (SHE / NHE)

 

镀有铂黑的铂片浸入氢离子活度为 1 mol/L 的酸性溶液中,并不断通入压力为 1 atm 的纯氢气。

特点它是所有电极电位的绝对标准。在任何温度下,其标准电极电位都被人为规定为 0.000 V

适用体系主要用于理论研究和校准其他参比电极。由于需要不断通入易燃的氢气,且铂电极容易中毒,在日常实际操作中极少直接使用。

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2. 饱和甘汞电极 (SCE)

 

构成由金属汞(Hg)、甘汞(氯化亚汞,Hg₂Cl₂)和饱和氯化钾(KCl)溶液组成。

特点电位非常稳定,重现性好。在 25°C 下,相对于标准氢电极的电位约为 +0.241 V

适用体系广泛应用于中性和酸性水溶液体系。

注意事项由于含有剧毒的汞,且在高于 80°C 时甘汞会发生歧化反应导致电位不稳定,目前在许多领域正逐渐被 Ag/AgCl 电极取代。此外,它含有氯离子,不适用于对氯离子敏感的体系。

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3. 银/氯化银电极 (Ag/AgCl)

 

构成表面覆盖有一层氯化银(AgCl)的银丝浸入已知浓度(通常为饱和、3 M 或 1 M)的氯化钾(KCl)溶液中。

特点制备简单,无毒,稳定性好,抗极化能力强。在 25°C 下(饱和 KCl 中),其电位约为 +0.197 V(vs. SHE)。

适用体系目前最普遍使用的参比电极,广泛用于水溶液体系。通过更换内部溶剂(如使用四乙基氯化铵的乙腈溶液),也可制成非水体系的参比电极。

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4. 汞/氧化汞电极 (Hg/HgO)

 

构成由金属汞(Hg)、氧化汞(HgO)和碱性溶液(通常为 1 M KOH 或 1 M NaOH)组成。

特点在碱性环境中极其稳定。在 25°C 下(1 M KOH 中),其电位约为 +0.098 V(vs. SHE)。

适用体系专用于碱性水溶液体系(如电催化中的 OER/HER 测试)。

优势在碱性测试液中使用它,可以有效消除液接电位(Liquid Junction Potential),避免像使用饱和甘汞电极那样引入酸碱中和导致的电位漂移。

 

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5. 汞/硫酸亚汞电极 (Hg/Hg₂SO₄)

 

构成由金属汞(Hg)、硫酸亚汞(Hg₂SO₄)和饱和硫酸钾(K₂SO₄)溶液组成。

特点在 25°C 下,其电位约为 +0.615 V(vs. SHE)。

适用体系主要用于酸性硫酸盐体系

优势当你的测试体系对氯离子(Cl⁻)非常敏感,或者工作电极会与氯离子发生反应(例如测试银、铅的电化学行为)时,为了避免 SCE 或 Ag/AgCl 电极泄漏氯离子污染溶液,通常会选择这种无氯的参比电极。

 

电化学中最常见的5种参比电极!

 

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