第五章

電化學及其應用§5.1原電池§5.2電極電勢§5.3電極電勢在化學上的應用§5.4電化學的基本知識和基本原理§5.5電化學應用電化學的研究對象電化學是研究化學能與電能之間相互轉化及在轉化過程中有關現(xiàn)象的學科。

電化學涉及兩類氧化還原反應，一類是ΔG<0，可以自發(fā)進行的反應，這時的電池就是原電池，發(fā)生的反應就是原電池反應；另一類是ΔG>0的反應，不能自發(fā)進行，這時的電池就是電解池，發(fā)生的反應就是電解反應。對于這兩類反應既研究反應的熱力學、也研究反應的動力學，同時還研究這兩類反應的應用。5.1原電池1.原電池的概念原電池:把氧化還原反應中儲存的化學能轉變成電能的裝置能不能將此反應的化學能直接轉變?yōu)殡娔苣?對于一個自發(fā)進行的氧化還原反應，例如左側：Zn棒插入ZnSO4溶液中：Zn-2e==Zn2+右側：Cu棒插入CuSO4溶液中：Cu2++2e==Cu為什么是Zn失去電子，Cu得到電子，而不是反過來？鹽橋：供離子遷移的通道（瓊脂＋強電解質）鹽橋的作用：構建離子在兩個電極之間的傳輸通道、維持電荷平衡思考：在該原電池中鹽橋應該選擇什么鹽作為強電解質？電極電極反應正極(Cu極)Cu2++2e-→Cu還原反應

負極(Zn極)Zn-2e-→Zn2+氧化反應

電池反應Cu2++Zn→Cu+Zn2+

e-

SO42-氧化還原電對：由同一種元素的氧化型物質和還原型物質構成負極：Zn2+/Zn氧化還原電對正極：Cu2+/Cu氧化還原電對半電池半電池原電池（1）氧化還原電對表示方法氧化型物質/還原型物質氧化型物質，還原型物質如：Cu2+/Cu、Zn2+/Zn、H+/H2、Sn4+/Sn2+

如：Cu2+,Cu、Zn2+,Zn、H+,H2、Sn4+,Sn2+

（2）氧化還原電對的共軛關系氧化型+ne-=還原型

(-)Zn|Zn2+(c1)Cu2+(c2)|Cu(+)2.原電池的表示方法①負極在左邊（進行的是氧化反應），正極在右邊（進行的是還原反應），②半電池中兩相界面用“

”分開，同相不同物種用“,”分開，鹽橋用“

”表示。③要注明溫度、相態(tài)，溶液、氣體要注明cB，pB。注意若組成電極物質中無金屬時，應插入惰性電極。惰性電極：能導電而不參加電極反應的電極

如Pt，石墨

Fe3+(c1)，F(xiàn)e2+(c2)

|

Pt(+)

(-)

Pt|Cl2(p)|Cl-(c)

||Sn4+(c1)，Sn2+(c2)

|Pt(+)

含有不同氧化態(tài)同種離子時，高氧化態(tài)離子靠近鹽橋，低氧化態(tài)離子靠近電極，中間用“，”分開。注意Cr2O72-(c1),

H+(c2),Cr3+(c3)|Pt(+)

若H+參加電極反應，也應寫入電池符號中。注意如何將化學反應設計成電池（1）根據(jù)元素氧化數(shù)的變化，確定氧化-還原電對（必要時可在方程式兩邊加同一種物質）；（2）由氧化-還原電對確定電極反應（3）確定電解質溶液，考慮是否需要鹽橋以及選擇什么樣鹽作為鹽橋的強電解質；（4）考慮采用什么電極（5）寫出原電池符號Cr2O72-+6Cl-+14H+→

2Cr3++3Cl2↑+7H2OCr2O72-,Cr3+H2OCl2,Cl-例1.將下面的反應設計成原電池（1）確定氧化-還原電對（2）由氧化-還原電對確定電極反應負極：正極：Cr2O72-+14H++6e-→

2Cr3++7H2O

2Cl--2e-

→Cl2（3）確定電解質溶液：稀鹽酸？負極：

NaCl溶液；正極：醋酸、檸檬酸、鄰苯二甲酸溶液（6）寫出原電池符號Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)C(s)(+)

(-)C(s)Cl2(p)Cl-(c)（4）考慮是否采用鹽橋？如果需要，鹽橋里面應該加什么鹽？（5）考慮采用什么電極：Pt

or

C?思考：你能否將反應C(s)+O2(g)==CO2(g)設計成一個原電池？Cr2O72-(c1),H+(c2),Cr3+(c3)C(s)(+)

(-)C(s)Cl2(p)Cl-(c),5.2電極電勢電極電勢產(chǎn)生的原因把某金屬M插入到溶液中時有兩種趨勢。如Zn（1）金屬表面的Zn失去電子進入溶液形成Zn2+。Zn-2e=Zn2+（2）Zn2+

從金屬表面獲得電子沉積到金屬表面。Zn2++2e=Zn5.2.1標準電極電勢這兩種趨勢達平衡后，在金屬和溶液界面間形成一雙電層，即在溶液界面附近維持一定量的正電荷，在金屬表面保留一定量的負電荷，從而在界面上產(chǎn)生一電勢差，該電勢差就是該電極的電極電勢（φ）。金屬越活潑，金屬表面負電荷越多，電勢越負；反之電勢越正。平衡v溶=v沉電極電勢的絕對值現(xiàn)還無法得知但可用比較方法確定它的相對值選用標準氫電極作為基準規(guī)定它的電極電勢為零。

即

?(H+/H2)=0V

1.標準氫電極鉑片上鍍一層鉑黒（海綿鉑，很強的吸附H2的能力）插入1mol/L的H+溶液中，298.15K下，通入100kPa的純H2，與溶液中的H+達平衡。電極反應：2H++2eH2

?(H+/H2)=0(V)H2(100kPa)→H2←Pt→←H+(1mol·L-1)Pt,Hg(1)

Hg2Cl2(s)

Cl-(aq)電極反應:Hg2Cl2(s)+2e-===2Hg(l)+2Cl-(aq)標準甘汞電極:c(Cl-)=1.0mol

L-1

?(Hg2Cl2/Hg)=0.2628V飽和甘汞電極:c(Cl-)=2.8mol

L-1(KCl飽和溶液)

?(Hg2Cl2/Hg)=0.2415V實際測量中標準氫電極使用不多，原因是氫氣不易純化，壓強不易控制，鉑黑容易中毒。常用的是甘汞電極2.電極電勢的測定欲確定某電極的電極電勢，可把該電極與標準氫電極組成原電池，測其電動勢E，則E即為待測電極的電極電勢3.標準電極電勢將標準氫電極與其它標準態(tài)下(固體和液體皆為純凈物，離子濃度為1mol·L-1，氣體分壓為100kPa)的電極組成原電池，標準氫電極作為負極，用實驗測得這個原電池的電動勢的值就是該電極的標準電極電勢(還原電勢)。電對電極反應

/VLi+/LiLi++e-

Li-3.040K+/KK++e-

K-2.924Zn2+/ZnZn2++2e-Zn-0.7626H+/H22H++2e-2H20Cu2+/CuCu2++2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H++4e-2H2O1.229Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-1.229F2/HF(aq)F2+2H++2e-2HF(aq)3.053XeF/Xe(g)XeF

+e-Xe(g)+F-3.4與標準氫電極組成電池時為正極，發(fā)生還原反應，若φ?>0*22常用電對的標準電極電勢(298.15K)電對電極反應

/VLi+/LiLi++e-Li-3.040K+/KK++e-K-2.924Zn2+/ZnZn2++2e-Zn-0.7626H+/H22H++2e-2H20Cu2+/CuCu2++2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H++4e-2H2O1.229Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-1.229F2/HF(aq)F2+2H++2e-2HF(aq)3.053XeF/Xe(g)XeF

+e-Xe(g)+F-3.4常用電對的標準電極電勢(298.15K)與標準氫電極組成電池時為負極，發(fā)生氧化反應若φ?<0*23電對電極反應

?/VLi+/LiLi++e-Li-3.040K+/KK++e-K-2.924Zn2+/ZnZn2++2e-Zn-0.7626H+/H22H++2e-2H20Cu2+/CuCu2++2e-Cu0.340O2/H2OO2+4H++4e-2H2O1.229Cl2/Cl-Cl2+2e-2Cl-1.229F2/HF(aq)F2+2H++2e-2HF(aq)3.053XeF/Xe(g)XeF

+e-Xe(g)+F-3.4常用電對的標準電極電勢(298.15K)還原型物質的還原能力越強氧化型物質的氧化能力越弱

*24標準電極電勢的物理意義和注意事項*25

(1)

?值越大，表明電對中氧化態(tài)物質的氧化能力越強；

?值越小，表明電對中還原態(tài)物質還原能力越強。如:

?

(I2/I-)=0.5355V

?

(Cl2/Cl-)=1.3583V

?

(Br2/Br-)=1.066V可知：Cl2氧化性最強，而I-還原性最強。(2)

?的代數(shù)值與電極反應中化學計量數(shù)無關

?

代數(shù)值是反映物質得失電子能力的大小，它與物質的數(shù)量無關。

如：Zn2++2e-=Zn

?

=0.7618V2Zn2++4e-=2Zn

?

=0.7618V*26(4)

?值只表示在標態(tài)下、298.15K時水溶液中電對的氧化還原能力，不適用于高溫或非水溶液體系。

*27(3)

?的值與半反應的方向無關如Cu2++2e-=Cu與Cu=Cu2++2e-

數(shù)值相同表中電極反應均以還原反應表示（故稱為“還原電勢”），所以無論電對物質在實際反應中的轉化方向如何，

值不變。(5)查閱標準電極電勢數(shù)據(jù)時，要注意電對的存在形式、狀態(tài)和介質條件等都必須完全符合。如：Cu2+(aq)+2e-=Cu(s)

?(Cu2+/Cu)=0.342VCu+(aq)+e-=Cu(s)

?(Cu+/Cu)=0.521V1/2O2(g)+H2O+2e-=2OH-(aq)

?(O2/OH-)=0.401VO2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O

?(O2/H2O)=1.229V*28標準態(tài)下的電極電勢可以查表得到，但如果不是標態(tài)呢？這就需要知道濃度(分壓)和溫度對電極電勢的影響。*29*30電功=電量×電勢差，即W

=

qE。而q=

nF，式中F：法拉第常數(shù)，F(xiàn)=96485庫侖/摩爾故電功

W

=

nFE若電池反應達到平衡，則有當反應均為標準態(tài)時，E=

E

，故有對于一般的電極反應：氧化型+ne==還原型*315.2.2Nernst方程熱力學等溫方程為當T=298.15K時得到電極電勢的能斯特方程*32注：E指的是電池的電勢差，φ是電極的電勢

E=φ(+)?φ(-)注意：*33氣體物質用分壓(Pa)表示，并除以p?(105Pa)；溶液中的物質用濃度(mol

L-1)表示，并除以c?

(1mol

L-1)純固體或純液體不寫入。

電極反應中電對以外物質也應寫入，但溶劑（如H2O）不寫入。例3.寫出以下電極反應的Nernst方程式

O2(g)+4H++4e-=2H2O(l)

?

=1.229V解：*345.影響電極電勢的因素①物質濃度或分壓氧化型物質濃度越大，電極電勢越高還原型物質濃度越大，

電極電勢越低*35例5.在pH分別為3和6時，KMnO4能否氧化I-和Br-（假設I-和Br-的濃度皆為1mol

L-1，且MnO4-和Mn2+的濃度相等）。已知*36②介質的酸堿性電極反應有H+參與時，c(H+)越大，

值越大

?

(I2/I-)=0.5355V

?

(Br2/Br-)=1.066V

?

(MnO4-/Mn2+)=1.507V當c(H+)=1.0

10-3mol·L-1時*37由于1.223V>1.066V，此時KMnO4也能氧化Br-由于1.223V>0.5355V，所以此時KMnO4能氧化I-解:

MnO4-(aq)+8H+(aq)+5e-=

Mn2+(aq)+4H2O(l)當c(H+)=1.0

10-6mol·L-1時由于0.939V<1.066V，所以此時KMnO4不能氧化Br-由于0.939V>0.5355V，所以此時KMnO4仍能氧化I-計算結果表明，隨著溶液酸性增強，氧化態(tài)的氧化能力增強。*38原電池中

(+)>

(-)電池電動勢E=

(+)-

(-)1.判斷原電池正、負極，計算原電池的電動勢(1)在標準態(tài)下：只需比較

?

*395.3電極電勢的應用(2)非標準態(tài)下：先根據(jù)Nernst方程計算出

,然后再比較兩個

值例:由電對Fe3+/Fe2+、Sn4+/Sn2+構成原電池，判斷原電池正、負極，計算其電動勢。解：

?(Fe3+/Fe2+)=+0.771V

?(Sn4+/Sn2+)=+0.154V

(+)極

(–)極∨電動勢E?

=

?(+)

?(-)=0.771V

0.154V=0.617V原電池符號：(-)Pt|Sn2+(1mol/L),Sn4+(1mol/L)

||Fe3+(1mol/L),Fe2+(1mol/L)|Pt(+)*40例6.已知電池反應Co(s)+Cl2(g)=Co2+(aq)+2Cl-(aq)，（1）試計算該反應的E

和ΔrG

（2）確定原電池的正負極（3）當Co2+的濃度降低到0.01mol·L-1，電池電動勢將如何變化？*41解：(1)

(2)此時原電池的電動勢E?

=1.36-(-0.34)=1.70V(3)當Co2+的濃度降低到0.01mol·L-1，*422.判斷氧化劑、還原劑的相對強弱*43

越正，電對中氧化型物質的氧化性越強，還原型物質的還原性就越弱。

越負，電對中氧化型物質的氧化性越弱，還原型物質的還原性就越強。I2(s)+2e-

=2I-(aq)

?

=0.5355VFe3+(aq)+e-

=Fe2+(aq)

?=0.771VBr2(s)+2e-

=Br-(aq)

?=1.066VI2、Fe3+、Br2中Br2的氧化性最強，它可以氧化Fe2+和I-；Fe3+可以氧化I-但不能氧化Br-；I-、Fe2+、Br-中I-的還原性最強，它可以還原Fe3+和Br2；Fe2+可以還原Br2，但是不能還原I2。如果不是標準狀態(tài)，要用能斯特公式計算出

，用

比較。E>0即ΔG<0反應正向自發(fā)

E=0即ΔG=0反應處于平衡狀態(tài)

E<0即ΔG>0反應逆向自發(fā)3.判斷氧化還原反應進行的方向*45（1）

氧化還原反應自發(fā)進行的判據(jù)

①標準態(tài)時只需計算電動勢E?

②非標準態(tài)時，先根據(jù)Nernst方程求出

，再計算電動勢E例7試判斷反應

在時的反應方向。

反應逆向自發(fā)進行*46反應首先發(fā)生在電極電勢差最大的兩個電對之間。例

在Br-和I-的混合溶液中加入Cl2,哪種離子先被氧化?反應首先在Cl2和I-

之間進行*474.判斷氧化還原反應進行的順序電對Cl2/Cl-Br2/Br-I2/I-

?1.35831.0650.5355298.15K下*485.3.3反應進行程度的衡量

反應進行的程度可以通平衡常數(shù)來衡量，K值越大，反應進行得越完全。例7：已知反應：Pb2++Sn==Pb+Sn2+(1)計算反應的標準平衡常數(shù)

(2)反應開始時c(Pb2+)=2.0mol

L-1,計算反應達平衡時Pb2+和Sn2+的濃度。解:（1）查課后附錄得

?

(Pb2+/Pb)=-0.126V

?

(Sn2+/Sn)=-0.136VK

=2.2*49c(Sn2+)=1.375mol

L-1，c(Pb2+)=0.625mol

L-1（2）設達到平衡時Sn2+的濃度為xmol/L平衡濃度

2.0-x

xPb2++SnPb+Sn2+解得x=1.375mol

L-1*50注：電極電勢的相對大小不能判斷反應速率的大小如:2MnO4-+5Zn+16H+

2Mn2++5Zn2++8H2OK

=2.7×10383

?

(MnO4-/Mn2+)=1.51V

?

(Zn2+/Zn)=-0.7626V由K?可看出，反應可以完全進行。但實驗表明若用純Zn與KMnO4反應，反應速率極小，只有在Fe3+的催化下，反應才能進行。*51為什么這個反應的反應速率極小？5、電化學應用——化學電源§5.1概述

化學電源(battery)又稱電池，是將氧化還原反應的化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。化學電源對外電路供給能量的過程稱為放電，反之則稱為充電。電池一次電池(原電池)二次電池(可充電電池或蓄電池)燃料電池(連續(xù)電池）*52電池的構成電極

(正、負極)隔膜：防止兩極直接接觸而短路，有高的離子傳輸能力電解液：高導電率，化學穩(wěn)定性好，不易揮發(fā)易貯存溶劑，溶劑要在電池充放電的電位范圍內具有高的化學穩(wěn)定性和好的流動性外殼正極、負極活性物質：指能參與電極反應，影響電池容量和性能的物質添加劑能提高電極導電性能的導電劑增加活性物質黏結力的黏結劑能延緩金屬電極腐蝕的緩蝕劑*53電池的主要性能指標1、電動勢和開路電壓電池的電動勢(electromotiveforce)又稱理論電壓，是指電池在完全可逆狀態(tài)下，正負極之間的理論電勢差。電池的開路電壓(OpenCircuitVoltage)是指在無外部負載或電流流經(jīng)電路時，正負極之間的電勢差。

由于電極表面并非完全處于可逆狀態(tài)（比如存在副反應），開路電壓通常小于電動勢。*542、工作電壓和內阻

電池的工作電壓是指電池有電流流過時的端電壓，它隨輸出電流的大小、放電深度和溫度而變。當有電流流過電池時，會產(chǎn)生電化學極化、濃差極化和歐姆極化等，使電池的工作電壓低于開路電壓。額定電壓是指電池工作時公認的標準電壓。中點電壓是指電池放電的平均電壓。截止電壓是指電池放電終止時的電壓，是放電倍率的函數(shù)，截止電壓一般是由電池制造商規(guī)定的。*55

電池的工作電壓為：放電時，V=E–|

+|–|

-|–IR

–IRp充電時，V=E+|

+|+|

-|+IR

+IRp內阻R是電池的電動勢E與工作電壓V的差除以工作電流。R

=(E-V)/I內阻歐姆內阻R

極化內阻Rp

：由于電化學極化和濃差極化而引起電解液電阻電極歐姆電阻隔膜電阻*56縮短正負極間的距離增加隔膜離子導電能力使用高電導率的電解液減小歐姆電阻的方法3.電流和反應速率電流是電池充放電速率的量度，也是電化學反應速率的量度，它與電極反應的電子遷移速率、電解質中的離子遷移速率、電池的制造工藝和電池大小等有關。為了提高電池的放點電流，電極一般做成多孔擴散電極，以減少濃差極化。*575.電池容量

電池容量是指在一定放電條件下，電池放電到終止電壓時所放出的電量，單位為庫侖(C)或安時(A·h)。電池容量與活性物質用量、放電速率、放電截至電壓等因素有關。電池理論容量可通過法拉第定律來計算：

C=nzFn——參與電極反應的活性物質的物質的量z——發(fā)生1mol電化學反應轉移的電子數(shù)F——法拉第常數(shù)比容量:單位質量或單位體積電池所輸出的電量，分別以A·h/kg和A·h/L表示。*58額定容量在指定的放電條件下電池應該放出的最低限度的電量。電池的容量可通過放電曲線測定。容量與放電條件有關，放電條件一般指放電電流、放電深度、放電形式、放電溫度等。電池容量隨放電電流的增加而減小，只有當電池以很小的電流放電時，才能接近理論電壓和理論容量。由于內阻的存在*59

電池的放電形式和放電溫度也對電池容量的影響：間歇放電時的容量要比連續(xù)放電時大。低溫放電時，電池活性物質化學活性降低和電池內阻的增加，導致工作電壓和放電容量的下降。*60放電深度：是指電池所放電量占其額定容量的百分數(shù)。電池放電電流的大小常用放電倍率表示，對于一個具有額定容量為C的電池

放電倍率=放電電流(A)/額定容量(A·h)=1/放電時間*61例如，某電池的額定容量為20A?h，若以4A的電流放電，則需要5h才能放完，故其放電倍率為4/20=C/5（或0.2C）;若該電池以2C的倍率放電，放電電流為2*20=40A，完全放完需要0.5h。

根據(jù)放電倍率的大小，電池分成低倍率（<0.5C）、中倍率（0.5~3.5C）、高倍率（3.5~7C）和超高倍率（>7C）四類。放電倍率越大，表示放電電流越大，電池的容量也就越低。

5.比能量和比功率比能量

是指單位質量或單位體積的電池所輸出的能量，分別以W·h/kg和W·h/L表示。比功率

一定放電條件下，單位質量或單位體積的電池單位時間內輸出的能量，單位為W/kg或W/L。在放電過程中，電池的比功率總是不斷下降。*62使用壽命:是指在一定條件下，電池工作到不能使用的工作時間。循環(huán)壽命:是指在二次電池報廢之前，在一定充放電條件下，電池經(jīng)歷充放電循環(huán)的次數(shù)。（僅對二次電池）貯存壽命:是指電池性能或電池容量降低到額定指標以下時的貯存時間（影響原因是電池自放電）。電池壽命*63

自放電

指由于電池中一些自發(fā)過程的進行而引起的電池容量的損失。引發(fā)電池自放電的原因：(1)副反應:如鉛酸電池的正極上發(fā)生了如下反應：

PbO2+H2SO4→PbSO4+H2O+1/2O2(2)電池內部變化而導致的接觸問題；(3)活性物質再結晶；(4)電池的負極發(fā)生陽極溶解；(5)無外接負載時電池在電解質橋上的放電等。過充電電池被過充電，會出現(xiàn)新的電極反應，如水被電解，從而影響電池的循環(huán)壽命。*64堿性鋅-錳干電池一次電池負極：——ZnZn+2OH--2e-

=Zn(OH)2正極：——MnO22MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

電解質：KOH堿性電池

電池反應：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2缺點：只能一次使用，不能充電；價格較貴優(yōu)點：比能量高和儲存壽命長，適用于大電流和連續(xù)放電*65銀鋅鈕扣電池正極：Ag2O+H2O+

2e-=2Ag+2OH-負極：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2總反應：Zn+Ag2O+H2O

=Zn(OH)2

+2Ag一次電池特點：比能量大，電壓穩(wěn)定，儲存壽命長，適用于小電流的連續(xù)放電。*66二次電池鉛酸蓄電池*67總反應：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2OPb+SO42--2e-=PbSO4

正極：PbO2+4H++SO42-+2e-=2PbSO4+2H2O負極：①放電過程負極正極*68②充電過程PbSO4+2e-=Pb+SO42-

還原反應陰極：陽極：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

氧化反應接電源負極接電源正極充電過程總反應：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程：Pb+PbO2+2H2SO4

2PbSO4+2H2O放電充電*69缺點：比能量低、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點：可重復使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價格低廉其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、銀鋅電池、鋰電池、鋰離子電池……*70燃料電池燃料電池是利用燃料和氧化劑之間的氧化還原反應，將化學能直接轉換成電能的化學電源。（燃料：氫氣、甲烷、肼、甲醇、氨等）氫氧燃料電池*71負極:2H2-4e-==4H+正極:O2+4H++4e-==2H2O總反應:2H2+O2==2H2O電化學傳感器傳感器就是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉換成電信號的裝置。它由感知元件和轉換器件兩部分組成，有的半導體感知元件可以直接輸出電信號，本身就構成傳感器。感知元件種類很多，就其感知外界信息的原理可分為不同可分為：①物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。②化學類，基于化學反應的原理。③生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。*72

電化學傳感器分類依據(jù)其原理，電化學傳感器可分為：電位型傳感器電流型傳感器電導型傳感器

*737.2電位型傳感器電位型傳感器中，最常見的是離子傳感器。離子傳感器參比電極：飽和甘汞電極或Ag/AgCl電極內部標準溶液：含相同離子的強電解質溶液離子選擇性膜離子傳感器構造離子傳感器中內部參比電極和外部參比電極之間的電位差即為膜電位。*74膜電位與溶液中陽離子Mn+活度αMn+的關系，可用能斯特方程表示：如果是陰離子Rn-選擇性的電極，則有如下關系：*75晶體膜電極(氟電極)敏感膜：氟化鑭單晶（摻有EuF2

的LaF3單晶切片）；內參比電極：Ag-AgCl電極(管內)。內參比溶液：0.1mol/L的NaCl和0.1mol/L的NaF混合溶液(F-用來控制膜內表面的電位，Cl-用以固定內參比電極的電位)。*76玻璃膜電極

非晶體膜電極，玻璃膜的組成不同可制成對不同陽離子響應的玻璃電極。H+響應的玻璃膜電極：敏感膜厚度約0.05mm。SiO2基質中加入Na2O、Li2O和CaO燒結而成的特殊玻璃膜。水浸泡后，表面的Na+與水中的H+交換，表面形成水合硅膠層。玻璃電極使用前，必須在水溶液中浸泡。*77玻璃膜電位的形成