液相氧电极的工作原理及特点
溶氧电极 工作原理
溶氧电极工作原理
溶氧电极是一种用于测量液体中溶解氧浓度的装置，它的工作原理基于电化学反应。
溶氧电极通常由一个含有固定电位的阳极和一个氧气半电池组成。
在阳极上，氧气通过透气膜进入电解质溶液中，然后在电解质溶液和阳极之间发生氧还原反应。
这个反应导致在阳极和电解质溶液之间产生一个电位差。
当溶液中的氧气浓度发生变化时，电位差也随之改变。
溶氧电极还配备有一个参比电极，用于提供一个已知电位。
通过测量参比电极和溶氧电极之间的电位差，可以计算出溶液中的溶解氧浓度。
这是因为电位差与溶氧浓度之间存在一个稳定的关系，可以通过校准来确定。
为了确保测量的准确性和稳定性，溶氧电极通常在恒温条件下进行测量，以消除温度对电位差的影响。
此外，为了防止其他物质对测量结果的干扰，溶氧电极通常设计为选择性较好的电极。
总的来说，溶氧电极通过测量溶液中溶解氧浓度与电位差之间的关系，从而实现对溶解氧浓度的测量。
其工作原理基于电化学反应，通过配备参比电极和控制恒温条件，确保测量的准确性和稳定性。
溶氧分析仪的工作原理
溶氧分析仪的工作原理溶氧分析仪的工作原理：溶氧分析仪是一种用于测量液体或者气体中溶解氧浓度的仪器。
它广泛应用于水质监测、环境保护、水产养殖、生物科学研究等领域。
溶氧分析仪的工作原理主要涉及氧电极和电化学传感器。
1. 氧电极：氧电极是溶氧分析仪的核心部件之一。
它由一个阴极和一个阳极组成，两个电极之间有一层电解质。
当溶液中的溶解氧与阴极发生反应时，产生的电流通过电解质传递到阳极。
溶液中的溶解氧浓度越高，阴极上产生的电流越大。
2. 电化学传感器：电化学传感器是溶氧分析仪中另一个重要的组成部份。
它通过测量氧电极产生的电流来确定溶液中的溶解氧浓度。
电化学传感器通常包括一个工作电极和一个参比电极。
工作电极与氧电极相连，用于测量溶解氧浓度，而参比电极用于提供一个稳定的电位作为参考。
3. 工作原理：溶氧分析仪的工作原理基于氧电极的氧还原反应。
当溶液中的溶解氧与阴极发生反应时，产生的电流与溶解氧浓度成正比。
这个电流被传递到电化学传感器进行测量。
传感器将电流转化为一个与溶解氧浓度相关的电信号，然后通过仪器的显示屏或者输出接口显示出来。
4. 操作步骤：使用溶氧分析仪进行溶解氧浓度测量通常需要以下步骤：a. 准备工作：确保仪器处于正常工作状态，电极和传感器干净无污染。
b. 校准仪器：根据仪器的使用说明书，进行零点校准和斜率校准，以确保测量结果的准确性。
c. 测量样品：将待测样品置于测量室中，确保样品与电极充分接触，并等待一段时间使测量结果稳定。
d. 读取结果：观察仪器的显示屏或者通过输出接口获取溶解氧浓度的测量结果。
5. 注意事项：在使用溶氧分析仪时需要注意以下事项：a. 保持电极和传感器的清洁，避免污染对测量结果的影响。
b. 定期进行校准，以确保测量结果的准确性和可靠性。
c. 避免将仪器暴露在强烈的光线或者振动环境中，以避免对仪器性能的影响。
d. 根据仪器的使用说明书操作，遵守相关的安全操作规程。
总结：溶氧分析仪通过氧电极和电化学传感器测量溶解氧浓度。
液相沉积法_LPD_在分析化学中的应用
+ 2 H2 O
Al + 6 HF H 3 AlF 6 + 1. H 2
m 为金属阳 离 子 所 带 电 荷 数 。 由 反 应 式 可 知， 水的加入能 直 接 促 进 反 应 （ 1 ） 平 衡 向 右 移 动， 促使
第6期
余琼卫等
液相沉积法（ LPD ） 在分析化学中的应用
·1213·
［12］
世纪 80 年代由 Kawahara 提出的一种制备氧 化 物 薄 膜的方法
［1］
， 它是从过 饱 和 溶 液 中 自 发 析 出 晶 体 的
过程， 这种制备过程比较简单 、 成本低 、 重现性好 、 可 制备的氧化物薄 膜 种 类 多 。 此 外， 液相沉积法还可 以原位对前驱体薄膜在各种气氛中进行热 、 光照 、 掺 杂等后 处 理， 使薄膜功能化
Contents
1 2 2. 1 2. 2 Introduction Basic principal and characteristic of LPD Basic principal of LPD Characteristic of LPD
收稿： 2010 年 9 月，收修改稿： 2010 年 11 月
m－n
。 综 合 来 说， 液相沉积法除了成本
低， 制备简单， 过程中不需要用到有机溶剂及重现性 好等优点外， 与 其 他 方 法 相 比， 还有许多独特的优 点： 由于 LPD 法制备的薄膜析出过程是在常温下进 行的， 因此基片的选材可以不受限制， 例如， 玻璃 、 陶 瓷、 金属 、 塑料等各种材料均可； 基片的形状也不受 限制， 板 状、 粉 体、 纤 维 均 可； 产 物 的 物 化 性 质 易 于 通过调节实验参数 （ 如反应液浓度和 pH 值 、 沉积时 煅烧温度等） 控制； 涂层可通过化学键与底物紧 间、 密结合； 适用于 沉 积 各 种 氧 化 物 薄 膜 （ 单 一 或 复 合 TiO 2 、 SnO 2 、 ZrO 2 及 各 种 3d 过 渡 金 属 的） ， 如 SiO 2 、 （ 包括 V ， Cr ， Mn ， Fe ， Co ， Ni ， Cu ， Zn ， In 等 ） 氧 化 物， 由于水溶液可由多 种 成 分 的 溶 液 均 匀 混 合， 能比较
实验10__氧电极法测定叶圆片的光合放氧
实验十氧电极法测定叶圆片的光合放氧氧电极法测定水中溶解氧属于极谱分析的一种类型。
是植物生理研究中常用的一种测氧技术，此方法灵敏度高，操作简便，可以连续测定溶氧量及其变化过程，还可以在中途加入试剂，以观察其对氧浓度变化的影响。
因而在叶绿体及线粒体悬浮液的光合放氧和呼吸耗氧，某些耗氧或放氧的酶促反应，以及叶碎块或游离叶细胞的光合放氧等的研究上，都得到了广泛的应用。
一、原理氧电极通常由铂阴极和银阳极组成。
电极腔内充有氯化钾溶液，外面覆盖一层15—20 m厚的聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜，这样电极可与被测溶液隔离，而溶氧仍能透过薄膜进入电极腔。
两极间加上0.7V左右的极化电压时，当两极间外加的极化电压超过氧分子的分解电压时，透过薄膜进入KCl溶液的溶解氧便在铂极上还原：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－银极上则发生银的氧化反应：4Ag＋4Cl－＝4AgCl＋4e－此时电极间产生电解电流，此电流与溶氧浓度成正比，经氧电极控制器转换成电压，由自动记录仪进行记录。
二、试剂和器材1.试剂1)半饱和的KCl溶液2)饱和亚硫酸钠或硫代硫酸钠溶液3)反应介质: 60mmol/L的Tris缓冲液（PH7.5）,内含20mmol/LNaHCO32.器材1)氧电极（含反应杯、氧电极控制器、电磁搅拌器、红光光源）2)微型真空泵3)控制软件三、操作步骤1. 电极安装电极表面擦净后滴上氯化钾溶液，放上薄膜，用橡皮环固定，插入反应杯中。
电极导线连接到控制器，加上0．7V极化电压。
注满蒸馏水，开恒温水浴与电磁搅拌器，约半小时后，水中溶氧与大气平衡。
盖好反应杯盖，使反应室隔绝外界空气，就可进行标定。
2. 液相氧电极的校正在反应杯中加入0.2-2.5ml的被空气饱和的去离子水，放入磁转子，并且设置适当的转速启动转子。
在工具栏上点击“Calibrate”，在“Oxygen”一栏中点击“New”，软件将提示“建立空气线”，点击“OK”键后，氧电极便会在屏幕记录一条被空气饱和蒸馏水中的氧含量信号线。
水氧仪的原理
水氧仪的原理
水氧仪是一种用于测量水中溶解氧含量的仪器。
它的原理基于电化学法，利用氧气与电极之间的氧化还原反应来测量氧气的浓度。
水氧仪通常包括一个氧电极和一个参比电极。
氧电极是一个含有一定量催化剂的电极，通常使用铂电极或黄金电极。
催化剂可以加速氧气与电极发生反应。
参比电极通常是银-氯化银电极，用于提供一个稳定的电势基准。
当水氧仪浸入水中时，氧气会通过氧电极与催化剂发生反应。
在反应过程中，氧分子会氧化成氧离子，并在电极表面释放电子。
这些电子通过电路流动，形成一个电流信号。
根据法拉第定律，电流信号与氧气的浓度成正比。
因此，通过测量电流信号的大小，可以确定水中氧气的浓度。
水氧仪通常会通过校准来将电流信号转化为溶解氧含量。
需要注意的是，水氧仪的使用需要一定的操作和维护方法。
比如，氧电极需要定期清洁和校正，以确保准确的测量结果。
同时，水氧仪的工作原理要求在测量过程中保持电极表面湿润，以便氧气的有效反应。
总之，水氧仪利用氧气与电极之间的氧化还原反应来测量水中溶解氧含量。
它是一种高精度、可靠的工具，被广泛应用于水质监测、环境科学研究等领域。
电化学原理-第五章-液相传质步骤动力学-2015修订
y u 1/ 6 1/ 2 1/ 2 0
n0 知
y1/2
u 1/ 0
2
而旋转圆盘电极上各点的切向速度：
u0 2n0 y
所以：
u01/ 2 y1/ 2 （2n0）1/ 2 常数
y 有：
Di1/3 1/6 常数
即：旋转圆盘电极上各点的扩散层
厚度与y值无关。
1、电极表面附近的液流现象及传质作用 2、扩散层的有效厚度 3、对流扩散的动力学规律
摩擦力
y0
边界层：存在流速梯 度的区域。
电极表面上各点，边 界层厚度不同。
动力粘滞
层流
y0
边界层
根据流体力学理论 可知：
边界层厚度：
B y / u0 (5.10)
动力粘滞系数：
粘度系数 密度
当 j 很小时，由于 j jd
则 （5.40） 简化为：
RT（1 j ）
nF
jd （5.41）
对数 直线 关系 关系
由
0
RT nF
ln OcO0
RT nF
ln（1
j jd
）
作极化曲线。
0 2.由3RT
nF
log
O cO0
2.3RT nF
log（1
液相传质步骤动力学
液相传质常是电极反应的限制步骤。 1mol / L 时电极反应最大速度可达 105 A / cm2
实际电化学反应装置的最高电流密度极少 超过几 A / cm2 表明电化学反应的潜力未发挥出来。
通过减缓或增加液相传质来控制电极反应速度。 采用多孔膜和选择透过性薄膜减少干扰组分对 电极反应的影响。
液相色谱工作原理
液相色谱工作原理液相色谱（Liquid Chromatography, 简称LC）是一种分离和分析化合物的重要技术，广泛应用于化学、生物、药物和环境等领域。
其原理是利用化合物在流动相和固定相之间的分配行为，通过不同化合物在两相间的分配系数差异，实现化合物的分离和分析。
本文将从液相色谱的工作原理、基本构成和操作流程进行详细介绍。
1. 工作原理。
液相色谱的工作原理基于化合物在流动相和固定相之间的分配行为。
当样品溶液通过色谱柱时，化合物会在流动相和固定相之间不断分配，即在两相之间发生平衡。
根据化合物在两相之间的分配系数不同，它们将以不同的速率通过色谱柱，从而实现分离。
流动相的选择对于分离效果至关重要，常用的流动相包括水、甲醇、乙腈等。
而固定相则是填充在色谱柱中的吸附剂，常见的固定相包括疏水相、离子交换相、亲和相等。
通过调整流动相的组成和色谱柱的性质，可以实现对不同化合物的有效分离。
2. 基本构成。
液相色谱主要由流动相输送系统、进样器、色谱柱、检测器和数据处理系统组成。
流动相输送系统用于将流动相输送至色谱柱，通常包括泵和管道等。
进样器用于将样品引入色谱系统，常见的进样方式包括注射器和自动进样器。
色谱柱是液相色谱系统中最重要的部分，不同的色谱柱具有不同的分离机理和分离能力。
检测器用于监测色谱柱输出的化合物，常见的检测器包括紫外-可见光谱检测器、荧光检测器、质谱检测器等。
数据处理系统用于记录和处理检测器输出的信号，常见的数据处理系统包括计算机和数据采集系统。
3. 操作流程。
液相色谱的操作流程通常包括样品制备、流动相准备、色谱柱平衡、进样和分离、检测和数据处理等步骤。
首先，需要对待测样品进行适当的制备，包括溶解、过滤等操作。
接下来是流动相的准备，根据样品的性质和分离要求选择合适的流动相，并进行气泡排除和流速调节等操作。
然后进行色谱柱的平衡，以保证色谱柱内部的平衡状态。
接着是样品的进样和分离，将制备好的样品通过进样器引入色谱系统，经过色谱柱分离后，化合物被检测器检测并输出信号。
液相色谱基本原理
液相色谱基本原理
液相色谱（Liquid Chromatography，简称LC）是一种基于溶
液流动性的分离技术，广泛应用于化学、生物、医药等领域。
其基本原理是将待分析的混合物通过溶液流动，并在固定相上进行分离。
液相色谱的基本原理包括以下几个方面：
1. 手段：液体作为流动相，传递溶解后的待测物进入色谱柱中。
2. 色谱柱：色谱柱是液相色谱的核心部件，通常由一根加有固定相（Stationary Phase）的管道组成。
固定相的选择取决于待
分离物质的性质，如极性、分子大小等。
3. 固定相：液相色谱中的固定相可以是脂肪、硅胶、酸性树脂等。
固定相的选择应根据待测物质的极性、溶解性等特点。
4. 流动相：流动相在液相色谱中起到溶解、输送待测物质的作用。
流动相可以是无机溶液、有机溶剂或其混合物。
5. 分离机理：在液相色谱中，样品分离主要通过样品分子在固定相表面上与流动相的相互作用来实现。
不同成分在固定相上的相互作用力量差异较大，从而导致它们在色谱柱中以不同速度移动。
6. 检测器：液相色谱的检测器用于检测分离出的各个组分，并将其转化为电信号进行记录和分析。
常用的检测器包括紫外-
可见吸收检测器、荧光检测器、电子喷雾检测器等。
液相色谱的基本原理是基于分子之间的相互作用力差异实现物质的分离。
通过调整流动相的成分、固定相的性质或改变操作条件等，可以实现对不同成分的定量分离和分析。
液相色谱具有灵敏度高、分析速度快、选择性好和适用性广等特点，成为许多实验室和工业界的常用分析技术之一。
02章 电催化过程
甲醇的H2SO4溶液在三种不同催化剂电极上的线性扫描曲线（25oC)
实例
电催化活性和稳定性最实用的方法
㈤光谱电化学法: －－运用光谱技术（例如现场的红外光谱）检测催化反应发生时产物或活性中间体初始形成的电势、或毒化物种消失的电势等 －－判别在所研究的催化剂上电极反应发生的电势。
(二)非氧化—还原电催化: 催化剂本身在催化过程中并不发生氧化—还原反应.
M
S
A
B
A → B + ne
M
蛋白质和酶的催化反应, 了解,10min
二、影响电催化性能的因素
电催化剂的性能具备的特点: 催化剂有一定的电子导电性。 高的催化活性。 催化剂的电化学稳定性
影响电催化活性的因素
㈢计时电流法: 评价催化剂活性和稳定性的一种重要方法
H2SO4溶液中甲醇在3种催化剂上的计时电流曲线(25℃,电势: 0. 7V)
实例
I0
催化剂
（%/s)
c
0.00217
b
0.00190
a
0.00145
表明a催化剂对甲醇氧化有最好的电催化活性、稳定性和抗毒化能力.
（四） 稳态极化法
3.电催化与常规化学催化反应的区别 反应时，在反应界面上电子的传递过程存在本质差别。 常规化学催化： 反应物和催化剂之间的电子传递是在限定区域内进行的，既不能从外电路中输入电子，也不从反应体系中导出电子。 电子的转移无法从外部加以控制。 电催化： 利用外部回路控制过电势，使反应速度容易控制。 改变电极电势，可以控制氧化或还原反应的方向。 输入的电流可以用来作为反应速度的依据。 反应前后的自由能变化幅度大。
电化学原理第5章：液相传质步骤动力学介绍
Ci0 Cis1 Cis4
1
100
非稳态扩
ci f（x，t）
• 稳态扩散：扩散的速度不 断提高，扩散补充的反应
散
dc 常数 dx
离子数与电极反应消耗的
反应粒子数相等，扩散层
扩散层厚度δ随时间变化
稳态扩散：
ci f（x） dc 常数 dx
中，各点的反应粒子浓度
分布不再随时间的变化而 变化，仅仅是距离的函数。
2 0.62nFD2 / 3 1/ 61/（ ci0 cis）
jd nFDi
ci0
0.62nFD2 / 3 1/ 6 1/ 2 ci0
(5.19)
3、旋转圆环-圆盘电极
控制盘电极和环电极 之间的电位差，研 究电极过程的中间 产物。
5.2.4、电迁移对稳态扩散过程的影响 1、电解质溶液中的电迁移现象
四、电迁移对稳态扩散过程的影响
5.2.1 理想条件下的稳态扩散
1.理想条件：排除电迁移的影响，区分扩散区 和对流区，人为地创造一种单纯的扩散过程
0 s c Ag c Ag
强烈搅拌
管径极小
C0
K
大量局外 电解质
dc c c 常数 dx l
0 s
Ag
NO 3
2.理想稳态扩散的动力学规律
液相传质步骤控制的动力学规律，然后再考虑其他
单元步骤对它的影响。
液相传质动力学，实际上是讨论电极表面物质浓度 变化的速度（向电极表面传输物质的速度）。
与电极反应的速度有关，但如果我们假定电极反应
速度很快，那么这种物质浓度的变化速度主要取决
于液相传质的方式及其速度。
因此．我们要先研究液相传质的几种方式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
液相氧电极的工作原理及特点
液相氧电极的工作原理及特点
1 前言
氧电极是为测定水中溶解氧含量而设计的一种极谱电极，早在二十世纪三十年代就有人用裸露的银-铂电极研究藻类的光合作用。
自从五十年代薄膜氧电极问世以来，又大大扩展了它的应用范围。
由于它具有灵敏度高、反应快、可以连续测量、记录，能够追踪反应的动态变化过程等优点，因而在叶绿体及线粒体悬浮液的光合放氧和呼吸耗氧的研究上，在对某些耗氧或放氧的酶促反应的研究上，都得到了广泛的应用。
近年来，人们利用这种技术测定叶碎块或游离叶细胞的光合放氧，也取得了成功，现已发展成为一种简便快速地测定溶解氧的常规技术。
氧电极可以用来研究植物叶片及绿色部位的光合作用，植物、动物组织、器官以及微生物的呼吸速率以及呼吸途径的测定，离体叶绿体完整度的测定，RuBP
加氧酶活性的测定，植物组织中H
2O
2
酶活性的测定，多酚氧化酶活性的测定，植
物组织中脂肪酸氧化酶活性的测定和线粒体呼吸的测定。
2 氧电极的基本原理和构造
氧电极的构造
2.1 氧电极的构造
薄膜氧电极最早由L.C. Clark研制（1953），故亦称Clark氧电极。
氧电极实际上是一个电化学电池（上图），由镶嵌在绝缘材料上的银极和铂极构成。
银极为阳极，一般制成圆环状，作为参比极，银极的面积要尽可能大些，以降低电极表面的电流密度，减少阳极的极化现象，使其电极电位不受外加电压的影响。
铂极为阴极，一般制成圆点状，位于银极的中央，电解反应即发生在铂极上。
在电极的表面用15～20μm的聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜覆盖，在电极与薄膜之间充以氯化钾溶液作为电解质。
由于水中溶解氧能透过薄膜而电解质不能透过，因而排除了被测溶液中各种离子电解反应的干扰，成为测定溶解氧的专用性电极。
2.2 氧电极的基本原理
当在氧电极两极间施加电压并超过O
2
的分解电压（约为-0.2V）时，透过薄膜进入氯化钾溶液的溶解氧便在铂阴极上还原：
O
2+2H
2
+4e-= 4OH-
银阳极上则发生银的氧化反应：
4Ag+4Cl-= 4AgCl+4e
此时电极间产生电解电流。
由于氧在阴极被还原，而使阴极表面氧的浓度降低，于是被测溶液中的溶解氧便向阴极扩散补充，使还原过程得以继续进行，又由于电极反应的速度极快，而氧分子的扩散速度则较慢，所以电解电流的大小受氧的扩散速度的限制。
这种受氧扩散速度限制的电解电流叫做扩散电流。
在溶液静止、温度恒定的情况下，扩散电流受被测溶液与电极表面O
2
的浓度差控制。
随着外加电压的加大，电极表面O
2浓度必然减小，被测溶液与电极表面O
2
的浓
度差加大，扩散电流也随之增大。
但当外加的极化电压达到一定值时，阴极表
面氧的还原速率大大超过O
2向阴极的扩散速率，使阴极表面O
2
的浓度趋近于零，
于是扩散电流的大小完全取决于被测溶液中的氧的浓度（对于薄膜氧电极而言，也就是紧靠膜外侧的O
2
浓度）。
此时再增加极化电压，扩散电流基本上不再增加，使极谱波（即电流-电压曲线）产生一个平顶。
将极化电压选定在平顶的中部（约0.6～0.9V），可以使扩散电流的大小基本不受电压微小波动的影响。
即电压在0.6～0.9V之间，氧电极输出的电流与电极外面氧浓度之间有良好的线性关系。
因此，在极化电压及温度恒定的条件下，扩散电流的大小即可作为溶解氧定量测定的基础。
电极间产生的扩散电流信号可通过电极控制器的电路转换成电压输出，用自动记录仪进行记录。
氧电极法的优缺点：用氧电极法测定水中溶解氧以研究光合、呼吸，可以解决一些常规的检测技术不能解决或难解决的问题，因而与微量检压技术(瓦氏呼吸计)相比，该法具有以下优点：
A. 灵敏度极高用该法检测水中溶解氧，其灵敏度可以达到2×10-3～
4×10-3μmol/ml或4×10-2～9×10-2μl/ml，比微量检压法的灵敏度高出10倍以上。
B. 测定快速一次测定可在数分钟内完成。
C. 可迅速追踪溶解氧含量的变化动态，并且可以记录其变化过程，不会漏过任何微小的变化，而微量检压法则无法测出气体交换速度的瞬时变化。
D.利用自动记录仪记录结果或者计算机控制，操作简便，自动化程度高。