电位阐发法所用的电极被称为原电池。原电池是一个体系,它的感化是使化学反应能量转成为电能。此电池的电压被称为电动势(EMF)。此电动势(EMF)由二个半电池组成。此中一个半电池称作丈量电极,它的电位与特定的离子活度有关;另外一个半电池为参比半电池,凡是称作参比电极,它普通是与丈量溶液雷同,并且与丈量仪表相连。 比方,一支电极由一根插在含有银离子的盐溶液中的一根银导线制成,在导线和溶液的界面处,因为金属和盐溶液二种物相中银离子的差别活度,便组成离子的充电进程,并组成必然的电位差。落空电子的银离子进入溶液。当不施加外电流停止反充电,也便是说不电流的话,这一进程*终会到达一个均衡。在这类均衡状况下存在的电压被称为半电池电位或电极电位。 这类(如上所述)由金属和含有此金属离子的溶液组成的电极被称为*类电极。 此电位的丈量是相对一个电位与盐溶液的成份有关的参比电极停止的。这类具备自力电位的参比电极也被称为第二电极。对此类电极,金属导线都是笼盖一层此种金属的微溶性盐(如:Ag/AgCl),并且拔出含有此种金属盐阴离子的电解质溶液中。此时半电池电位或电极电位的巨细取决于此种阴离子的活度。 此二种电极之间的电压遵守能斯特(NERNST)公式: E= E0+ R·T ·1n a Me n·F 式中:E——电位 E0——电极的规范电压 R——气体常数(8.31439焦耳/摩尔和℃) T——开氏相对温度(例:20℃=273+293开尔文) F——法拉弟常数(96493库仑/当量) n——被测离子的化合价(银=1,氢=1) aMe——离子的活度 规范氢电极是一切电位丈量的参比点。规范氢电极是一根铂丝,用电解的方式镀(涂覆)上氯化铂,并且在周围充入氢气(牢固压力为1013hpa)组成的。 将此电极浸入在25℃时H3O+离子含量为1mol/l溶液中,便组成电化学中一切电位丈量所参照的半电池电位或电极电位。此中氢电极做为参比电极在理论中很难完成,因而操纵第二类电极做为参比电极。此中*经常使用的便是银/氯化银电极。该电极经由过程消融的AgCl对氯离子浓度的变更起反应。 此参比电极的电极电位经由过程饱和的kcl贮池(如:3mol/l kcl)来完成恒定。液体或凝胶情势的电解质溶液经由过程隔阂与被测溶液相连通。 操纵上述的电极组合——银电极和Ag/AgCl参比电极能够丈量胶片冲刷液中的银离子含量。也能够将银电极换成铂或金电极停止氧化复原电位的丈量。比方:某种金属离子的氧化阶段。 *熟习也是*经常使用的PH唆使电极是玻璃电极。它是一支端部吹制上对pH敏感的玻璃膜的玻璃管。管内充填有含饱和AgCl的3 mol/l kcl缓冲溶液,其pH值为7。存在于玻璃膜二面的反应PH值的电位差用Ag/AgCl传导体系,如第二电极,导出。 此电位差一样遵守能斯特公式: E= E0+ R·T ·1n a H3O+ n·F E=59.16mv/25℃ per pH 式中R和F为常数,n为化合价,每种离子都有其牢固的值。对氢离子来说,n=1。 温度“T”做为变量,在能斯特公式中起很大感化。跟着温度的回升,电位值将随之增大。对每1℃的温度变大,将引发电位0.2 mv/ per pH变更。用pH值来表现,则每1℃每1pH变更0.0033pH值。 这也便是说:对20~30℃之间和7pH摆布的丈量来说,不须要对温度变更停止弥补;而对温度>30℃或<20℃和pH值>8pH或6pH的操纵场所则必须对温度变更停止弥补。 图1:pH值-电位-离子浓度之间的干系 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 OH离子 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 H 离子 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH ` +414.4•••• •••• •••• •••• •••• ••••+.59.2 0 -59.2•••••••••••• •••• •••• •••• •••• ••••-414.4 mv/25℃