簡介
輔助電極也叫對電極,它只用來通過電流以實現研究電極的極化。研究陰極過程時,輔助電極作陽極,而研究陽極過程時,輔助電極作陰極。輔助電極的面積一般比研究電極大,這樣就降低了輔助電極上的電流密度,使其在測量過程中基本上不被極化,因而常用鉑黑電極作輔助電極,也可以使用在研究介質中保持惰性的金屬材料如Ag、Ni、W、Pb等;在特定情況下有時使用特定電極。有時為了測量簡便,輔助電極也可以用與研究電極相同的金屬制作。
輔助電極原理
輔助電極的作用相對比較簡單。輔助電極也叫對電極,它和設定在某一電位下的研究電極組成一個串聯回路,使得研究電極上電流暢通,只用來通過電流以實現研究電極的極化。研究電極的反向電流應能流暢地通過輔助電極,因此一般要求輔助電極本身電阻小,并且不容易發生極化。輔助電極的面積一般比研究電極大,在恒電位儀的一般電解反應實驗中,希望輔助電極的面積要比研究電極的面積大100倍以上,這樣就降低了輔助電極上的電流密度,使其在測量過程中基本上不被極化,使得外部所加的極化主要作用于研究電極上,因而常用鉑黑電極作輔助電極。
研究陰極過程時,輔助電極作陽極,而研究陽極過程時,輔助電極作陰極。極化電流通過研究電極,同時也通過輔助電極。在研究電極上通過陰極還原電流時,輔助電極上則進行的是陽極氧化的電極反應。反之,在研究電極上通過陽極氧化電流時,輔助電極上將發生陰極還原的電極反應。
為了避免輔助電極上發生的電極反應對研究電極附近電解質溶液的污染。一般有兩項措施:①選用惰性電極材料做輔助電極;②將研究電極和輔助電極隔開。實驗室廣泛使用Pt做輔助電極,它在酸性溶液或者堿性溶液中均可適用。在酸性溶液中,特別如H2SO4溶液中也可使用PbO2電極做輔助電極。在堿性溶液中可使用Ni電極做輔助電極。盡管使用上述電極材料做輔助電極,析氫或者析氧電極反應仍難避免。這些氣體的析出對研究體系的對流狀態和溶液pH值將產生影響,同時它們也可能在研究電極進行電極反應。因此,在電解池容器中可設計兩個室分別放置研究電極和輔助電極,中間用燒結玻璃、隔膜、凝膠鹽橋或者用活塞把它們隔開,同時要注意離子導電通道的連通。通過輔助電極和研究電極的極化電流強度是相等的,但電流密度不一定是相等的。所以輔助電極面積比較大時,既保證了研究電極電力線分布的均勻,同時又可以降低電解池的槽壓。[1]