电极

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简介

电极这个名称是由科学家威廉·惠威尔首次提出的。它源于希腊词“Elektron”和“hodos”，分别意为“琥珀”和“道路”。电极具有高度导电性，因此在许多领域都有应用。静电计是电极的早期版本，由科学家约翰·威尔克发现，用于研究静电。它也被用作电流进入或离开系统的术语。自从电极被发现以来，它们就成为电池和电池的重要组成部分。后来，根据用途引入了不同类型的电极。1839年，约翰·弗雷德里克·丹尼尔发现了第一块电池——丹尼尔电池。

什么是电极？

发生氧化反应或电子离开电池的点是阳极。而发生还原反应或电子进入电池的点是阴极。任何金属电极都不能永久地作为阳极或阴极。电极的性质（阴极或阳极）会随着电子流动方向而变化。它将取决于金属的氧化还原电位。还有一种称为双极的电极，它可以同时改变其阴极和阳极的性质。

电化学电池中的阴极和阳极

阳极和阴极是从希腊语派生出的重要术语，在电化学应用中起着重要作用。阳极是负电极，可以在电化学回路中释放电子。因此，该电极在过程中发生氧化反应。电子通过该电极进入特定系统。而阴极是正电极，可以在电化学回路中接受电子。因此，它是电极在过程中发生还原反应。电子通过该电极离开特定系统。

Emanuele Oddo，电氧化装置，CC BY-SA 4.0

下面列出了与阴极和阳极相关的一些要点。

阳极	阴极
电子给予体。	电子受体。
负电极。	正电极。
发生氧化反应。	发生还原反应。
电流将通过此进入。	电流将由此离开。

电极的类型

根据电流进入的方式，电极分为两种类型：正电极和负电极。根据电极的性质，电极通常分为五种不同的类型。

• 金属-金属离子电极 - 这种类型的电极中，金属电极依赖于含有与金属相同离子的溶液或电解质。这种电极中的阴极是氧化电位较低的电极，它会发生还原反应。而这种电极中的阳极是氧化电位较高的电极，因此它会发生氧化反应。这种电极中的电流交换发生在金属电极和电解质中金属离子之间。例如，铜电极浸入硫酸铜溶液中。

• 金属-不溶性盐电极 - 在这种电极中，不溶性盐涂覆在金属电极上。然后将涂覆的电极浸入含有盐阴离子的溶液中。并且可逆于不溶性盐中存在的阴离子。甘汞电极是此类别的示例。

• 金属-汞齐电极 - 由于钠和钾等金属的高反应活性，引入了金属汞齐电极。因为通过引入其汞齐形式（即用汞稀释）降低了此类金属的反应活性。这种类型的电子中使用的电解质是金属离子本身的溶液。

• 气体-离子电极 - 在这种类型的电极中，气体不断地通过含有惰性金属（如铂和金）的溶液鼓泡，该溶液浸入含有气体阴离子或阳离子的溶液中。最常用的气体是氢气，但也使用其他一些气体，如氯气和氧气。这种类型的电极中使用的惰性电极仅有助于保持电接触，它不会在这种电极中发生反应。在气体和离子之间会发生电子转移。例如，标准氢电极。

• 氧化还原电极 - 在这种类型的电极中，氧化还原反应将会发生。对于这种电极，溶液含有将要浸入两种不同氧化态的金属离子。电极中使用的惰性金属充当电子的来源和电子受体。例如，这种电极包含金属铁的铁离子和亚铁离子。

电极的用途

电极在电化学中非常重要。因此，电极的用途是：

• 它存在于电化学电池和电池中。并且是电流流动的必要条件。

• 用于测量 pH 值，使用玻璃电极。

• 在电解过程中，可以借助电极测量电导率。

• 它存在于生物化学应用中的生物电学中。

• 它存在于焊接设备中。

• 它存在于心电图中。

• 它们用于燃料电池。

• 电极用于电镀目的。

• 它用于阴极保护。

• 在纳米电化学领域，使用纳米电极。

• 它用于接地目的。

结论

电极是良好的导体，存在于电化学电池的应用中。它充当非金属材料中的导体。它们主要分为两种类型：负电极和正电极。分类基于电流的流动。阳极和阴极电极始终存在于所有电化学应用中。但是，根据电极的性质及其应用，电极也有一些其他的分类。金属-金属离子电极、氧化还原电极等就是其中一些。电极的用途也很广泛。电极存在于电池、电池、焊接应用、心电图、接地目的、pH 测量等中。

常见问题

1. 什么是克拉克氧电极？

在这种电极中，铂用作阴极，银用作阳极。氧气多孔膜用于将电极与饱和氯化钾溶液分离。

2. 什么是阴极保护？

这是一种提供给易腐蚀金属的保护。其中，金属充当电化学电池的阴极。它使用易腐蚀的牺牲金属或金属作为阳极来保护此阴极。

3. 为什么进行接地？

为了保护房屋和家用电器免受高电压损坏，进行接地。为此过程使用具有高导电性的电极。金属铜最常用于此目的。

4. 什么是离子选择性电极？

离子选择性电极是一种电分析技术，用于测量溶液中存在的离子的活性。这是一种分析技术，但它测量的是活性，而不是测量离子的浓度。它涉及电位的测量。

5. 什么是化学中的甘汞电极？

这是一种参比电极，包含元素汞和氯化汞。它通常存在于 pH计和电压计中。因为它可以测量 pH 值和电压。