
【電】 reference electrode
consult; refer to; reference
【計】 REF; reference amplitude
【醫】 reference
【經】 for reference
electrode; pole
【化】 electrode; pole
【醫】 electrode; rheophore
參考電極(reference electrode)是電化學測量中的基準電極,其電極電位在特定條件下保持恒定且已知,為工作電極提供電位參照标準。該術語英文為reference electrode(名詞,電化學領域術語),核心功能是建立穩定的電勢參考點。
定義與原理
參考電極由惰性金屬(如鉑、銀)與難溶鹽體系(如Ag/AgCl、Hg/Hg₂Cl₂)構成,其電極反應處于平衡狀态,電極電位符合能斯特方程。例如飽和甘汞電極(SCE)的電位表達式為:
$$ E = E^circ - frac{RT}{F} ln a{text{Cl}^-} $$
其中 ( E^circ ) 為标準電極電位,( a{text{Cl}^-} ) 為氯離子活度。其穩定性源于氧化還原對的快速動力學平衡和離子活度的恒定控制。
核心功能
典型類型與應用
類型 | 電極組成 | 标準電位 (vs. SHE) | 適用場景 |
---|---|---|---|
飽和甘汞電極 | Hg/Hg₂Cl₂/KCl(sat) | +0.244 V (25°C) | 常規水溶液體系 |
銀/氯化銀電極 | Ag/AgCl/KCl(sat) | +0.197 V (25°C) | 生物兼容性要求場景 |
銅/硫酸銅電極 | Cu/CuSO₄(sat) | +0.318 V (25°C) | 土壤腐蝕監測 |
參考電極是電化學和電生理測量中的關鍵組件,其核心作用是提供一個穩定的電位基準,用于測量其他電極的電位差。以下是詳細解釋:
參考電極是放置在相對零電位點的導體,用于與作用電極(如腦電檢測中的頭皮電極)形成電位差。在電化學體系中,它通過固定自身的電位值,為其他電極的電位變化提供參照基準。例如,在腦電信號采集中,腦電信號即為作用電極與參考電極的差值。
參考電極的電位穩定且不參與主反應,而作用電極(如陽極/陰極)會因氧化還原反應産生顯著電位變化。例如,在鋅-銅電池中,鋅作為陽極釋放電子,銅作為陰極接收電子,而參考電極僅用于監測電位。
參考電極通過提供穩定的電位基準,成為電信號測量和分析的基礎工具。其應用覆蓋醫學、化學、工業等領域,具體實現形式(如位置、材料)會因場景需求而調整。更多技術細節可參考電化學或生物電信號相關專業文獻。
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