對電極的的選擇及使用注意事項(xiàng)
Laboratory Of Research & Development, BAS Inc.
Professor Noriyuki Watanabe
Professor Noriyuki Watanabe
無論哪一種用于工作電極的材料均可用作對電極。通常金，鉑或碳材料等都可以作為對電極使用。所以不需要特別介紹對電極的材料。以下僅就對電極使用時(shí)的一些注意事項(xiàng)進(jìn)行說明。
- 對電極的必要性
対電極的英文名稱為counter electrode 也稱為auxiliary electrode（輔助電極）。關(guān)于前者的稱謂沒有什么異議，但對于后者則需要做些補(bǔ)充說明。auxiliary electrode（輔助電極），從字面上有預(yù)備的，輔助的，或附加的含義，容易產(chǎn)生一種附帶的印象。當(dāng)然實(shí)際上并非如此。對電極在電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中是必不可少的。無論是電流的傳輸流動，還是電勢的測量，兩個(gè)電極，即一個(gè)工作電極，和另一個(gè)對電極是必需的。
- 如何區(qū)分工作電極和對電極
工作電極（working electrode）是進(jìn)行目標(biāo)電化學(xué)反應(yīng)的電極（在電勢[位]測定法中，以電勢測定為目的，有時(shí)也被稱為指示電極，indicator electrode ），與工作電極呈對置狀態(tài)的電極稱為對電極。在雙電極體系的實(shí)驗(yàn)中，兩者彼此不易區(qū)分。但在使用恒電位儀的三電極體系中兩者就能很容易地區(qū)分開。使用恒電位儀時(shí)，即使把對電極與參比電極接在一起，形成一個(gè)雙電極體系，也可將工作電極和對電極明確地區(qū)分開。因此，最好是結(jié)合恒電位儀來理解工作電極和對電極的定義。
- 為何需要大面積的對電極
流過工作電極的電流必定也會流過對電極。若在工作電極上發(fā)生了還原（氧化）反應(yīng),那么在對電極上就會發(fā)生與其對應(yīng)的氧化(還原)反應(yīng)。因沒有其它電流的流動路徑，電流只能在工作電極和對電極之間流動。切記流過兩個(gè)電極的電流電量是相同的。如果對電極上的超電勢增加，那么降低對電極上的電流密度會是個(gè)好方法。也就是說，增加對電極的電極面積使其遠(yuǎn)比工作電極大是有道理的。否則的話對電極的過電勢會增大，甚至?xí)^恒電位儀的電壓輸出范圍。尤其在電解電流增大的情況下，要特別注意對電極的面積大小。
- 對電極的電勢變化
工作電極的電勢是由恒電位儀根據(jù)參比電極電勢進(jìn)行控制的，而對電極的電勢的大小如何卻不明確。一般不必?fù)?dān)心這個(gè)問題。不過前段時(shí)間出現(xiàn)了可以監(jiān)測對電極電勢的LCEC的檢測器。這大概是有誰想知道對電極的電勢（做個(gè)不好的比喻，就象是起哄一樣）。對電極的電勢會隨著工作電極上的電流變化而變動。如果在對電極上的反應(yīng)不夠充分，過電勢就必然會增大。這就是為什么要盡可能增大對電極面積，降低電流密度，其原因就是出于這種考慮。
- 為何要隔離對電極
如果對電極上的電解反應(yīng)產(chǎn)物有可能會影響所需的電解反應(yīng)，最好安裝上隔離室將工作電極和對電極隔離分開。特別是在進(jìn)行整體電解時(shí)，為避免工作電極上的反應(yīng)產(chǎn)物在對電極上發(fā)生逆向電解，就必須安裝一個(gè)帶離子交換膜或陶瓷過濾隔膜的隔離室，將它們隔離分開。
- 阻抗測量中三電極和雙電極體系的區(qū)別
還有在阻抗測量時(shí)，應(yīng)該注意三電極測量體系測量的只是參比電極和工作電極之間的阻抗特征，而雙電極測量體系則測量的不僅是工作電極還有包含了對電極的阻抗特征。
上述為對電極使用時(shí)的注意事項(xiàng)的記述。