参比电极：本质与作用

参比电极：本质与作用

这篇文章旨在向用户介绍电极测量中最重要的一个方面——参比电极。它们正是您在测量过程中遇到的大多数困难的根源，更具体地说，是参比电极的“液接界"（liquid junction）问题。

因此，更深入地了解参比电极所扮演的角色，对用户来说具有极大益处。我们将讨论各种类型的参比电极以及构成它们的各个组成部分。此外，我们还将回顾它们各自的优势与劣势，以便您能为自己的应用选择合适的参比电极。

参比电极的重要性

参比电极的目的是完成电学回路，并为电化学测量提供一个稳定的基准电压。它通过提供一个隔离且稳定的化学反应来实现这一目标，从而产生一个可预测的电压值。参比电极的有效性体现在它能够产生一个稳定且可重复的电位，用于与指示电极的电位进行比较。

参比电极的结构

典型的参比电极由一个内部元件组成，通常是银-氯化银（Ag/AgCl），被含有电解质的填充溶液所包围。通常，这种溶液是饱和了AgCl的KCl溶液，装在一个玻璃或塑料主体盐桥中，并在液接界处终止。

重要的是，内部元件必须始终保持湿润并被参比电解质填充液所包围。因此，VLC 所有参比电极在出厂时均已预填充参比填充液。此外，在运输过程中，必须用胶带或橡胶塞密封填充孔，以防止溶液泄漏。使用前必须移除密封件。否则，随着填充液从液接界漏出，电极内部将形成真空。这种情况会持续，直到填充液无法再流出电极。这将导致读数漂移或不稳定。

我们运输参比电极时，通常会在电极前端套上一个含有参比填充液的护帽，覆盖液接界。与内部元件一样，保持液接界湿润是必要的，因为这有助于电极正常工作。

参比电极的液接界

液接界允许参比电解质填充液泄漏到样品中。因此，它完成了电位测量所需的电学回路。VLC 可以制造各种配置和材料的参比电极。此外，还有多种液接界样式和材料可供选择。然而，请记住，不存在“通用"的液接界。不同液接界类型之间的主要区别在于每个液接界-样品界面产生的电位，以及参比填充液通过液接界流入样品的流速。液接界类型的选择主要取决于具体应用。

液接界有两种基本类型。第一种是“流动式"液接界。这种类型的液接界允许电解质整体（液体/凝胶）通过接界与样品接触（见下文中的玻璃套管和开放孔示例）。这种类型的液接界具有中等到高的流速，并且提供低电阻和低液接界电位，但样品污染程度较高。

第二种液接界类型是“扩散式"液接界（见下文中的环形陶瓷、陶瓷芯和聚四氟乙烯示例）。这种类型只允许电解质的离子通过接界进入测试样品。扩散式液接界具有较低的流速和较少的样品污染，但容易堵塞。下一节的表格将描述 Alpha 提供的各种参比液接界以及其他关键细节。

参比电极的液接界电位

当参比电极置于样品中时，在参比填充液与样品的交界处会产生一个电位。这就是液接界电位。它产生的原因是参比填充液与样品之间的成分差异。液接界设计允许参比填充液与样品之间的离子相互扩散。然而，不同离子以不同速率扩散，因此它们携带的电荷在接界处的移动将不相等。因此，形成了参比接界电位。我们可以通过仔细选择液接界材料和填充液来控制该电位的大小和稳定性。