溶氧电极极化的作用
极化作用
当外加电压增大到一定值时，
电流才明显增大，表明此时明显产
生电解作用，D点对应的外加压即
为分解电压。
测定分解电压的电流-电压 曲线
E(分解)
为什么必须使外加电压至少等于E(分解)时，才能明显产生
电解作用呢？原因是当电解池中明显产生电解作用时，两极上有
一定强度的电流通过（不可逆过程），使两电极产生极化。极化
)
当电流通过电极时，Zn2+ 以一定的速度被还原，沉积到阴 极上，降低了阴极附近的溶液中的Zn2+ 浓度，而Zn2+ 的扩散速 度有限，本体溶液中的Zn2+ 来不及补充，使阴极附近的Zn2+ 浓 度低于它在本体溶液中的浓度。此时阴极附近的Zn2+ 活度为a´, 则 a´ < a。
按电极的能斯特方程，此时该阴极的电极电位
E(阴)
EO (阴,平)
RT zF
ln
1 a(Zn 2 )
a a E(阴) E(阴,平)
这种极化称为浓差极化，其结果是使 E(阴)
浓差极化：当一定强度的电流通过电极时，因离子扩散的迟 缓性而导致电极附近溶液中的离子浓度不同于本体溶液（即产生 浓差），从而使电极电位偏离平衡电位的现象。
=
0.414 V
E(H/H2 ) E(Zn 2/Zn) 似乎H＋应优先被还原
15
但H2 在Zn极上的 = 0.7V
E(H2,极化) = E(H2, 平衡 ) hH2 = - 0.414 0.7 = 1.114 V Zn＋优先被还原
16
电动势 E可
E理论 E可 = E (阴，平) – E (阳，平)
但是实际使用原电池或电解池时, 放电过程或者电解池中的
物理化学(第五版傅献彩)第10_电解与极化作用
无电流
ϕ可逆
= ϕy Ag+ |Ag
−
RT F
ln
1 aAg+
有电流
ϕ不可逆
= ϕy Ag+ |Ag
−
RT F
ln
1 aAg+ , e
η阴
= ϕ可逆
− ϕ不可逆
=
RT F
ln aAg+ aAg+ , e
>0
aAg+ , e < aAg+ ϕ不可逆 < ϕ可逆
阳极上的情况类似，但 ϕ不可逆 > ϕ可逆
的金属先在阴极析出，这在电镀工业上很重要 例如，利用氢的超电势，控制溶液的pH，实
现镀 Zn，Sn，Ni，Cr 等
25
阴极上发生还原反应
发生还原 (1) 金属离子 的物质： (2) 氢离子 (中性水溶液 aH+ = 10−7 ) 判断在阴极上首先析出何种物质，应把各 种可能还原的物质的电极电势求出来（气 体要考虑超电势，金属可不考虑超电势）
2H+ + 2e- = H2
ϕ可逆
=ϕΟ H+ |H2
− RT 2F
ln
pH2 / p Ο a2
H+
= −0.059pH = −0.414V
ϕ不可逆 = ϕ可逆 −η = −0.414V − 0.584V = −0.998V
Zn2+ + 2e- = Zn
ϕ可逆
=ϕΟ Zn2+ |Zn
− RT 2F
1 ln
=−
RT 2F
ln
aH2 a2
H+
−ηH2
设 pH2 = p Ο
水中溶解氧(DO)及其测定方法知识详解
水中溶解氧（DO）及其测定方法知识详解1、什么是溶解氧？溶解氧DO（英文Dissolved Oxygen的简写）表示的是溶解于水中分子态氧的数量，单位是mg/L。
水中的溶解氧饱和含量与水温、大气压和水的化学组成有关，在一个大气压下，0℃的蒸馏水中溶解氧达到饱和时的氧含量为14.62mg/L，在20℃时则为9.17mg/L。
水温升高、含盐量增加或大气压力下降，都会导致水中溶解氧含量降低。
溶解氧是鱼类和好氧菌生存和繁殖所必须的物质，溶解氧低于4mg/L，鱼类就难以生存。
当水被有机物污染后，好氧微生物氧化有机物会消耗水中的溶解氧，如果不能及时从空气中得到补充，水中的溶解氧就会逐渐减少，直到接近于0，引起厌氧微生物的大量繁殖，使水变黑变臭。
2、常用的溶解氧测定方法有哪些？常用的溶解氧测定方法有两种，一是碘量法及其修正法（GB 7489-87），二是电化学探头法（GB11913-89）。
碘量法适用于测量溶解氧大于0.2mg/L的水样，一般碘量法只适用于测定清洁水的溶解氧，测定工业废水或污水处理厂各个工艺环节的溶解氧时必须使用修正的碘量法或电化学法。
电化学探头法的测定下限与所用的仪器有关，主要有薄膜电极法和无膜电极法两种，一般适用于测定溶解氧大于0.1mg/L 的水样。
污水处理厂在曝气池等处安装使用的在线DO仪使用的就是薄膜电极法或无膜电极法。
碘量法的基本原理是向水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中溶解氧将低价锰氧化成高价锰，生成四价锰的氢氧化物棕色沉淀，加酸后，棕色沉淀溶解并与碘离子反应生成游离碘，再以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠滴定游离碘，即可计算出溶解氧的含量。
当水样有颜色或含有能与碘反应的有机物时，不宜使用碘量法及其修正法测定水中的溶解氧，可使用氧敏感薄膜电极或无膜电极测定。
氧敏感电极由两个与支持电解质相接触的金属电极及选择性透过膜组成，薄膜只能透过氧和其他气体，水和其中可溶物质不能通过，通过薄膜的氧气在电极上还原，产生微弱的扩散电流，在一定温度下电流大小与溶解氧含量成正比。
CLARK原理氧电极介绍
Clark氧电极目录编辑本段前言Clark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-铂点击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溶液中叶碎块或游离叶细胞的光合放氧和呼吸速率，进一步改进反应室，方便的测定气体中氧气的变化动态，现已发展成为一种简便快速的测定氧气变化的常规技术。
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，线粒体的I态、II态、III 态、IV态呼吸，呼吸控制率，P/O，离体叶绿体完整度，RuBP加氧酶活性，植物组织中H2O2酶活性，多酚氧化酶活性，植物组织中脂肪酸氧化酶活性等。
编辑本段氧电极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，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，作为参比电极，银极的面积要尽可能大一些，以降低电机表面电流密度，减少阳极的极化现象，使其电机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。
编辑本段氧电极原理当在氧电极两极间施加电压并超过O2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：O2+2H2+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。
JPBJ-608 型便携式溶解氧测定仪使用说明书
JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪使用说明书友情提示●欢迎您选用JPBJ－608型便携式溶解氧测定仪，请您在初次使用或长时间未使用本仪器前先详细阅读使用说明书，它将帮助您更好的使用本仪器。
●仪器超过一年必须送计量部门或有资格的单位复检，合格后方可使用。
●仪器的插座必须保持清洁、干燥，切忌与酸、碱、盐溶液接触。
●仪器可供长期稳定使用。
测试完样品后，应将电极储藏于煮沸冷却后的蒸馏水中，切忌将电极浸入亚硫酸钠溶液中，因为上述溶液一旦渗透到电极腔体内，会使电极性能恶化。
●新装电解液和薄膜后，需要极化60分钟后才能使用。
目 录1 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪安装.............................. 1.1 开箱......................................................................................1.2 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪安装............................. 1.3 电化学传感器（氧电极）的安装.................................. 1.4 氧电极的使用注意......................................................... 2 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪操作指南.......................2.1 简介.................................................................................2.1.1 术语解释...............................................................2.1.2 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪的特点........ 2.1.3 仪器主要技术性能............................................... 2.1.4 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪图示........... 2.1.5 使用溶解氧测定仪的方法.................................2.2 操作基本知识................................................................ 2.2.1 启动JPBJ －608型溶解氧测定仪................... 2.2.2 溶解氧电极测量................................................ 2.2.3 溶解氧电极的标定........................................... 2.2.4 其他仪器功能.................................................... 2.2.5 关闭JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪...........222 56 7 7 7 7 10 1216 16 17 19 20 23 293 仪器的维护与维修............................................................... 3.1 维护............................................................................. 3.2 故障排除...................................................................... 3.3 电极的保养、维护和贮存........................................... 3.3.1 电极的保养和维护............................................. 3.3.2 溶解氧电极的储存......................................... 4 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪的附件信息................. 5 附录....................................................................................... 附录1：.............................................................................. 附录2：本系列产品订购信息 (30)303031313232 33 33 341 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪安装1.1 开箱在溶解氧测定仪（套装）装运包装箱中可找到以下部件：1． JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪 1台2． DO-958-BF溶解氧电极 1支1.2 JPBJ-608型便携式溶解氧测定仪安装 仪器组成仪器整机图(图1)仪器由电子单元和电极系统组成，电极系统由极谱式氧电极（DO-958-BF型溶解氧电极）构成，可以同时测量溶液溶解氧值和温度值。
测量前,溶解氧电极的准备以及储存
测量前，溶解氧电极的准备以及储存
(1)将电极膜帽旋下，用蒸馏水或去离子水冲洗膜帽内部及表面，然后甩干。
(2)用蒸馏水或去离子水冲洗电极阴极、阳极表面，然后擦干。
(3)向电极膜帽内注入溶解氧填充液至电极膜帽四分之三高度左右。
(4)保持电极膜帽开口向上，缓慢旋紧于电极外壳上。
(5)检查电极阴极的顶部与电极膜帽上的透气膜完全接触无隔层、气泡。
(6)冲洗并擦去旋紧电极膜帽时溢出的溶解氧填充液。
2. 电极的极化
(1)将电极与仪器连接，使仪器处于测量状态。
(2)将电极放置于空气中或使电极测量端浸没于饱和溶解氧水中，电极即开
始极化。
(3)如果更换溶解氧填充液、仪器未处于测量状态以及电极与仪器断开连接
超过1h，则电极需要极化60min；如果仪器未处于测量状态或电极与仪器断
开连接未超过1h，则电极需要极化25min。
3.电极储存方法
(1) 短期存放
将电极测量端浸于蒸馏水或去离子水中。
(2) 长期存放
a)旋下电极膜帽，甩干电极膜帽内的溶解氧填充液，然后用蒸馏水或去离
子水冲洗膜帽内外以及电极的阴极、阳极。
b)甩干电极膜帽附着的水迹，擦干电极的阴极和阳极。
c)将电极膜帽旋在电极外壳上，将电极放回电极包装盒内，室温干燥保存。
精品资料欢迎下载。
第四讲电极与极化的概念
第四讲电极与极化的概念1. 引言电镀既是一门实用性很强的应用技术，又是一门涉及电化学高深理论的学科。
对电化学一无所知，就无法理解电镀生产中发生的许多现象、故障原因，也就无法应用好相应的工艺技术设备，无法将返工量降至最低，无法不断提高电镀质量。
因而搞电镀并不难（例如过去一些外行私人老板搞几个盆盆罐罐、一台破旧整流器也在镀锌），但要搞好电镀、要一步一步上档次很难。
要使中国由电镀大国转变为电镀强国，需要一大批既具理论基础又有丰富实践经验的技术工人与工艺管理人才。
例如，我们总希望镀层细致光亮、整平性好，整个镀层又要厚度均匀，薄且有良好性能，加工成本低。
那么，哪些因素影响最终效果？如何将这些因素控制在最佳状态？不少都涉及电化学知识。
而电化学理论又很高深，未受过高等专业教育的人很难搞得比较透彻。
对于一般生产一线的电镀工作者，的确“冰冻三尺非一日之寒”，需要长期刻苦学习；对初学者，则只能“千里之行始于足下”，先对一些基本概念、必备知识有所定性了解，为进一步深造打下基础，也能依此解决部分实际问题。
本讲不涉及电化学方面的许多公式、复杂方程式，也不能深入致电极过程动力学方面。
但力图较全面介绍相关概念，并就此结合部分实际问题加以分析。
2. 电极与电极电位的产生2.1. 电极以较简单情况为例：将金属锌置于pH值为中性的含氯化锌的水溶液和将金属铜置于含硫酸铜的水溶液中，并不通电时在两相界面上，会有什么现象发生呢？化学知识告诉我们，物质由分子组成，分子由原子组成，原子又由原子核和在不同轨道上不停绕着原子核旋转运动的电子组成。
原子核主要由带一个正电荷的质子和不带电荷的中子组成。
元素周期表中的第一号元素氢，结构最为简单，由一个质子和一个电子组成。
当失去该电子时成为正一价的H＋，H＋实际上就是质子。
纯净的金属为一种“单质”，则直接由金属原子组成。
在金属中，有一些“不守规矩”的电子，它们不受原子核的束缚，而在金属中自由移动，故称为“自由电子”。
第三章 氢去极化腐蚀与氧去极化
• 可知，当阴极电流为零时，氢平衡电位为 e, H ; • 在氢电极的平衡电位下将不能发生析氢反应。 • 随阴极电流的增加，阴极极化程度增加，阴极电 位向负移动的趋势增大； k为析氢 • 当阴极电位负到 k 时才发生析氢反应， 电位。析氢电位与氢平衡电位之差为析氢过电位， 用ηH表示。 H e, H k • • ηH是电流密度的函数，只有对应的电流密度的数 值时，过电位才具有明确的定量意义。 • 图3-2为电流密度与过电位的关系。当电流密度较 大时，η与lgi成直线关系，符合塔菲尔规律
提高析氢过电位措施
• 相同条件下， ηH愈大，氢去极化过程就愈难进 行，金属的腐蚀就愈慢。 ηH对研究金属腐蚀具 有重要意义，可用提高ηH，降低氢去极化过程控 制金属腐蚀速度。 1)加入析氢过电位高的合金元素。如加Hg、Pb等 合金元素，提高合金的析氢过电位，增加合金的 耐蚀性。(图2-18合金元素对锌在稀硫酸中的腐 蚀速度的影响。) 2)提高金属的纯度，消除或减少杂质。 3)加入阴极缓蚀剂提高阴极析氢过电位。在酸性溶 液中加As、Sb、Hg盐，在阴极上析出As、Sb、 Hg，增加金属的ηH，而提高了合金耐蚀性。
第三章 氢去极化腐蚀与氧去极 化腐蚀
氢去极化是常见的危害性较大的一类腐 蚀 氧去极化腐蚀是自然界普遍存在，因而 破坏性最大的一类腐蚀
3.1 电化学腐蚀的阴极过程
•
• • • 去极化 能消除或抑制原电池阳极或阴极极化过程的均叫 作去极化。 能起到这种作用的物质叫作去极剂，去极剂也是 活化剂。 对腐蚀电池阳极极化起去极化作用的叫阳极去极 化; 对阴极起去极化作用的叫阴极去极化,在电极上 能吸收电子的还原反应都能起到去极化作用。
2）水分子电离及氢离子还原成吸附在电极表面的氢原子
第十章 电解与极化作用
电解过程中在两电极上实际发生的反应为： 阴极 2H+（aq）+ 2e- → H2(g) 阳极 2OH- →H2O(l) +O2(g) +2e由于阴极和阳极上分别生成氢气和氧气，因此也就构 成了一个对抗电解过程的原电池： Pt (s) | H2(g)｜H2SO4 (0.5 mol dm-3)｜O2 (g) | Pt (s) 该电池的标准电动势为1.229 V，从理论上讲分解电压 应该等于该可逆电池的电动势。 从这个意义上讲此可逆电池的电动势被称为理论分 解电压。实际上只有当外加电压比理论分解电压大一定 数值时，电解才能以明显速率进行。
(b)扩散是指某种粒子从高浓度向低浓度方向转移的现 象。 由于电化学反应，某种离子在电极表面放电，会使 电极表面附近该离子的浓度和本体溶液产生差别。通 常情况下，当阳离子在阴极还原时，电极附近溶液中 该离子浓度小于本体溶液中的浓度；阳极氧化生成某 种离子时，电极附近溶液中该离子浓度要大于本体溶 液中的浓度。应该注意扩散和对流二者的区别，扩散 是指某种粒子相对于溶剂的运动，而对流是指整个液 体(包括溶剂和粒子)的运动。
(c)电迁移是指液相中带电粒子在电场力作用 下引起的迁移。
上述三种传质过程在发生电化学反应的系统都会同时发 生，但在不同位置或不同情况下会有所不同。例如在远 离电极的本体溶液其扩散和电迁移可以忽略不计，主要 发生的是对流；而在电极附近的薄层溶液中扩散或电迁 移起重要作用。当参与反应的粒子在电极表面附近的薄 层溶液中扩散速率为传质控制步骤时引起的极化现象 称之为浓差极化(第2种定义) 。 用搅拌和升温的方法可以减少浓差极化，但也可以 利用滴汞电极上的浓差极化进行极谱分析。
如用银电极电解AgNO3溶液，阴极附近Ag+沉积到银电极 上，使 电极附近的Ag+浓度(ce)比本体溶液的浓度(c)减少。 φ平＝φøAg+/Ag－(RT/F)㏑(1/c) φ不可逆＝φøAg+/Ag－(RT/F)㏑(1/ce) 因为c＞ce，所以φ平，阴＞φ不可逆，阴 ，这两个由浓度不 同而产生的电极电势的差值就是浓差超电势(>0)。 阴极 η阴＝φ平，阴－φ不可逆，阴 ＝（RT/F）㏑(c/ce) ＞0
10章 电解与极化作用
二、电极极化的原因 有电流通过电极时, 电极上会发生一系列过程(离子 的扩散、电极反应…), 每一步或多或少存在阻力, 要克服这些阻力需要一定的推动力, 反映在电极上表 现为电极电势的偏离. 根据极化产生的不同原因，通常把极化大致分为两类 ：浓差极化和电化学极化。 （1）浓差极化 当有限电流通过电极时,由于 离子扩散的迟缓性导致电极表面与本体溶液离子浓
2H (aq) 2e H2 (g) i /A 1 阳极 2OH (aq) H 2 O(l) O 2 (g) 2e 2 对抗电解过程的具有反电动势的原电池: 阴极
(Pt) H2(g)|H2SO4(0.5mol· dm-3)|O2(g)(Pt)
1 O 2 E0 E /V 3
在缄性溶液中:
H2O Me e Me H OH
(b) H3O+和已被吸附电极表面的H原子反应生 成H2; 也为电化学脱附.
H3O Me - H e Me H2 H2O
④ 吸附在电极上的H原子化合为H2
Me H Me H 2Me H2
⑤ H2从电极上扩散到溶液内或形成气泡逸出.
2
2
2
0.894V
2
可见,由于氢超电势的存在,H2析出困难的多; 即使在 pH = 4 的溶液, H2析出也在Cd之后,此时:
H ，析 0.2366 H 0.7166 V
2 2
可见, 由于氢超电势存在, 使得活动次序在H 之 前的活泼金属能优先析出; 甚至Na+在汞阴极上也会 生成钠汞齐, 不会放出H2.
例2 电解 CdSO4(a± = 1) 水溶液, 氢在金属Cd 析出超电势为0.48V. 解: 在阴极上析出反应:
- 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)。
溶氧电极极化的作用
溶氧电极极化是指在使用溶氧电极进行测量或传感时，由于一些不可避免的原因导致电极产生一定的响应变化，从而影响电极的准确性和稳定性的现象。
溶氧电极是一种重要的电化学传感器，广泛应用于环境监测、生物医学、食品工业等领域。
因此，了解和控制溶氧电极极化对于保证测量结果的准确性非常重要。
溶氧电极极化的主要原因有三个：极化电流、极化电位和极化反应。
极化电流是溶氧电极极化的重要因素之一。
当电极工作在极化电位附近时，溶液中的氧气会发生还原反应，电极表面的氧气还原消耗了部分电流。
这种消耗电流的现象称为极化电流。
极化电流的大小与溶解氧浓度成正比，因此可以通过测量极化电流来确定溶解氧浓度。
然而，极化电流也会导致电极的极化，从而影响电极的准确性和稳定性。
极化电位也是影响溶氧电极极化的因素之一。
极化电位是指在电极与溶液接触的界面上形成的电势差。
当电极工作在极化电位附近时，电极表面会发生氧气还原或氧气析出等反应，从而导致电极的极化。
极化电位与电极材料的选择、电极的结构和溶液中的氧气浓度等因素有关。
因此，在使用溶氧电极时，需要根据具体的应用需求选择合适的电极材料和工作条件，以控制极化电位的大小，减小电极的极化。
极化反应也是溶氧电极极化的一个重要因素。
极化反应是指在电极表面发生的与氧气还原或氧气析出相关的化学反应。
这些反应会导致电极表面的活性物质的消耗或生成，从而影响电极的极化。
为了减小极化反应对电极的影响，可以采取一些措施，如增加电极表面的活性物质的含量、改变电极的结构或使用抗极化剂等。
为了降低溶氧电极极化的影响，可以采取以下措施：
1. 选择合适的电极材料和工作条件。
不同的电极材料对极化的敏感度不同，选择合适的电极材料可以减小极化效应。
此外，调整电极的工作条件，如电极的工作电位、电流密度等，也可以降低极化效应。
2. 定期校准和维护电极。
由于使用时间的增加，电极的性能可能会发生变化。
定期校准和维护电极可以保证其准确性和稳定性。
校准可以通过与标准溶液进行比较来进行，维护可以包括清洗电极表面、更换电极液等。
3. 避免电极与其他物质的接触。
有些物质可能会与电极发生化学反应，导致电极的极化。
因此，在使用电极时，应避免与这些物质的接触，或者采取防护措施，如使用电极保护膜等。
4. 确保电极的质量和存储条件。
电极的质量和存储条件也会影响电极的极化。
选择质量可靠的电极，并妥善存储电极，可以减小极化
效应。
溶氧电极极化是影响电极准确性和稳定性的重要因素。
了解和控制溶氧电极极化对于保证测量结果的准确性至关重要。
通过选择合适的电极材料和工作条件、定期校准和维护电极、避免与其他物质的接触以及确保电极质量和存储条件，可以减小电极的极化效应，提高电极的准确性和稳定性。
这对于溶氧电极的应用具有重要的意义。