電化學工作站是與電解質溶液或電解質接觸的電子導體或半導體,為多相體系。電化學體系借助于電極實現(xiàn)電能的輸入或輸出,電極是實施反應的場所。一般電化學體系分為二電極體系和三電極體系,用的較多的是三電極體系。
1.三電極體系
研究電極上電子的運動是電化學反應的基礎,為了分別對電池或電解池的陰極,陽極發(fā)生的反應進行觀察需用到三電極體系。
加入的電極叫做參比電極,它的作用是為了測量進行這些反應的電極電位的一個基準電極。被測定的電極叫做工作電極,與工作電極相對的電極叫做輔助電極。
在三電極法中為了能夠在測定研究電極和參比電極之間電壓同時,又能任意調節(jié)研究電極的電位,較理想的設備為具有自動調節(jié)功能的恒電位儀。
2.恒電位儀的基本概念
恒電位儀是電化學測試中較重要的儀器,其性能的優(yōu)良直接影響電化學測試結果的準確度。由它控制電極電位為值,以達到恒電位極化的目的。若給以指令信號,則可使電極電位自動跟蹤指令信號而變化。
三個電極為工作電極、參比電極和輔助電極。
工作電極,又稱研究電極,是指所研究的反應在該電極上發(fā)生。一般來講,對工作電極的基本要是:
(1)所研究的電化學反應不會因電極自身所發(fā)生的反應而受到影響,并且能夠在較大的電位區(qū)域中進行測定;
(2)電極必須不與溶劑或電解液組分發(fā)生反應;
(3)電極面積不宜太大,電極表面較好應是均一平滑的,且能夠通過簡單的方法進行表面凈化等等。
工作電極的選擇:
通常根據研究的性質來預先確定電極材料,但較普通的“惰性”固體電極材料是玻碳(鉑、金、銀、鉛和導電玻璃)等。
采用固體電極時,為了保證實驗的重現(xiàn)性,必須注意建立合適的電極預處理步驟,以保證氧化還原、表面形貌和不存在吸附雜質的可重現(xiàn)狀態(tài)。
在液體電極中,汞和汞齊是較常用的工作電極,它們都是液體,都有可重現(xiàn)的均相表面,制備和保持清潔都較容易,同時電極上有高的氫析出超電勢,被廣泛用于電化學分析。