什么是参比电极_参比电极使用方法_参比电极的作用是什么 - 全文

　　什么是参比电极

　　参比电极是测量各种电极电势时作为参照比较的电极。将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，测定电池电动势数值，就可计算出被测定电极的电极电势。在参比电极上进行的电极反应必须是单一的可逆反应，电极电势稳定和重现性好。通常多用微溶盐电极作为参比电极，氢电极只是一个理想的但不易于实现的参比电极。

　　测量电极电势时作参照比较的电极。严格地讲，标准氢电极只是理想的电极，实际上并不能实现。因此在实际进行电极电势测量时总是采用电极电势已精确知晓而且又十分稳定的电极作为相比较的电极。测量由这类电极与被测电极组成电池的电动势，可以计算被测电极的电极电势。

　　在参比电极上进行的电极反应必须是单一的可逆反应，其交换电流密度较大，制作方便，重现性好，电极电势稳定。一般都采用难熔盐电极作为参比电极。参比电极应不容易发生极化；如果一旦电流过大，产生极化，则断电后其电极电势应能很快恢复原值；在温度变化时，其电极电势滞后变化应较小。

　　参比电极的基本要求

　　（1）电极的可逆性比较好，不易极化。这就要求参比电极为可逆电极而且交换电流密度大（》10-5A/cm2）。当电极流过的电流小于10-7A/cm2时，电极不极化。即使短时间流过稍大的电流，在断电后电位能很快回复到原来的数值。

　　（2）电极电位比较稳定，且较靠近零电位，不易极化或钝化。参比电极制各后，静置数天以后其电位应稳定不变。

　　（3）电位重现性好。不同人或各次制作的同种参比电极，其电位应相同。每次制作的各参比电极，在稳定后其电位也应相同，其差值应小于lmV。

　　（4）温度系数小，即电位随温度变化小。而且当温度回复到原先的温度后，电位应迅速回到原电位值。

　　（5）制备、实际使用和维护比较方便，经久耐用。能满足上述要求的参比电极有氢电极、甘汞电极、硫酸亚汞电极、氧化汞电极、氯化银电极等。这些电极多数为第二类电极。

　　参比电极的作用是什么

　　参比电极的稳定性使其在作为电参考点或用于测量位于土壤或水中的其他金属电位方面非常有用的。当参比电极通过电压表处于土壤或水中的其他金属连接时，参比电极便成为半腐蚀电池。用于测量埋地或水下管道电位的参比电极所具有的电位值通常比钢铁的电位更正。

　　参比电极是测量电解质中金属电位的一个重要装置，是阴极保护系统重要的组成部分，既可以为了检测各种不同金属的电极电位，起一个基础参照的作用，又可以作为恒电位仪自动控制的信号源。

　　在阴极保护工程中普遍使用的参比电极是Cu/饱和CuSO4参比电极、高纯锌参比电极、银/氯化银参比电极，因为这些电极的电位有非常好的重复性，同时电极可以多次使用，构造简单，经济实惠。

　　参比电极是阴极保护系统中不可缺少的一个重要部分，因此参比电极的质量好坏直接影响到整个阴极保护系统的整个施工和检测的数据是否准确。

　　参比电极的使用范围

　　用具有适当输入阻抗的直流电压表、测试线和一支稳定的参比电极，例如饱和铜/硫酸铜参比电极（CSE）、银/氯化银电极（Ag/AgCl）或饱和氯化钾（KCl）甘汞电极，就可以进行管道对电解质电位测量。当电解质是土壤或淡水时，一般用CSE测量，但它不适用于海水中。当在高氯环境下使用CSE时，在确认读数的有效性之前，必须对CSE的稳定性进行检查。银/氯化银电极通常用于海水环境中，饱和氯化钾甘汞电极更多的用于实验室中。然而，多面聚合物胶质饱和KCl甘汞电极也可使用，但需要适当增加对环境的接触面积。

　　参比电极使用方法

　　1、使用前，首先拧开后盖，添加蒸馏水，使参比电极溶液处于饱和状态，溶液中有硫酸铜晶体沉淀即为饱和，然后在清洁的水中浸泡20分钟左右。

　　2、把参比电极竖直放入被测物体附近的土壤中，如果土壤干燥的话，适当加些水，以确保参比电极与土壤接触良好。

　　3、把参比电极的测量线接在万用表的黑色接线端；

　　4、被测量物体（阴极线）接万用表的红色接线端；

　　5、万用表的放置于直流电压档位，档位量程为2V。

　　6、该档位显示的数值即为所要测量的电位。

　　7、当参比电极内部的电极棒表面变黑时，用细砂布打磨电极棒至铜本来的颜色。

　　8、为确保铜电极和硫酸铜溶液的接触面积足够大，溶液不够时，要加入蒸馏水；并且在蒸馏水后，溶液中保持有过剩的硫酸铜晶体。

　　9、长期不使用时，参比电极底部朝上，以免硫酸铜析出。

　　10、正常使用中不要用力过大，一面损坏参比电极。

　　常用参比电极

　　氢电极

　　用镀有铂黑的铂片为电极材料，在氢气氛中浸没或部分浸没于用氢饱和的电解液中，即可组成氢电极。其电极电势EH2与温度T、溶液的pH值和氢气的压力pH2（大气压）有关。有时采用与研究体系相同的溶液作为氢电极的溶液，以消除液体接界电势。氢电极容易失效，应当避免在溶液中出现易被还原或易发生吸附中毒的物质，如氧化剂、易还原的金属离子、砷化物和硫化物等。

　　甘汞电极

　　由汞、甘汞和含Cl-的溶液等组成，常用Hg|Hg2Cl2|Cl-表示。电极内，汞上有一层汞和甘汞的均匀糊状混合物。用铂丝与汞相接触作为导线。电解液一般采用氯化钾溶液。用饱和氯化钾溶液的甘汞电极称为饱和甘汞电极，这是最常用的参比电极；而用1N氯化钾溶液的则称为当量甘汞电极。甘汞电极的电极电势与氯化钾浓度和所处温度有关。它在较高温度时性能较差。

　　银/氯化银电极

　　由覆盖着氯化银层的金属银浸在氯化钾或盐酸溶液中组成。常用Ag|AgCl|Cl-表示。一般采用银丝或镀银铂丝在盐酸溶液中阳极氧化法制备。银|氯化银电极的电极电势与溶液中Cl-浓度和所处温度有关。

　　汞/氧化汞电极

　　这是碱性溶液体系常用的参比电极，表示式为Hg|HgO|OH-。它由汞、氧化汞和碱溶液等组成，其结构同甘汞电极。它的电极电势取决于温度和溶液的pH值。