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可逆电极

冶炼领域术语

如果一电极的电极反应是可逆的，通过电极的电流非常小，电极反应是在平衡电位下进行的，这种电极称为可逆电极。可逆电极的本质特征主要有两个，即单一电极和反应可逆。所谓单一电极即电极上只能发生一种电化学反应，能同时发生多个反应的多重电极不可能构成可逆电极。其次，可逆电极的反应必须可逆，即充电和放电时发生同一反应只是方向相反。

简介
可逆电极的本质特征主要有两个，即单一电极和反应可逆。所谓单一电极即电极上只能发生一种电化学反应，能同时发生多个反应的多重电极不可能构成可逆电极。其次，可逆电极的反应必须可逆，即充电和放电时发生同一反应只是方向相反。此外，通常还要求可逆电极必须能够迅速建立、恢复和稳定地保持平衡态，这就要求可逆电极必须具有较高的交换电流密度及较高的平衡离子浓度。
研究可逆电极时还必须明确所谓电极并非仅指固相的电极极板，一个电极通常应包含导体、活性物质和电解质溶液3个部分，这3部分的特征也是电极分类的基本依据之一。
第一类电极
该类电极通常包括金属电极、气体电极和汞齐电极等，以金属电极为其典型代表。
金属电极构成简单，只需将金属板浸在含该金属相应阳离子的溶液中即可构成。该类电极的导体同时就是活性物质。
该类电极的最显著特征包括:
（1）在电极电势的建立过程中往往有离子在溶液和金属极板间的迁移，电极与溶液中的金属阳离子之间建立平衡，电极电势与溶液中金属阳离子的浓度存在响应关系并符合Nernst方程。
（2）电极只具有第一类导体(金属)和第二类导体(电解质溶液)间的唯一相界面，属两相电极。
（3）该类电极的电极反应都是单质和其离子间的转化反应。
可见，气体电极与金属电极、汞齐电极、金属配合物电极等第一类电极在电极的构成和基本特征方面存在较大差异，将其归为第一类电极有些勉强，因此有作者提出将气体电极单独列为一类的观点。但即使如此，气体电极间除了同属三相电极这一共性之外，更多的仍是差异。
考虑到这些电极在电极反应上都是由单质与离子间直接建立平衡对应关系，多数作者支持将气体电极仍归入第一类电极。
第二类电极
包括难溶盐电极和难溶氧化物电极两种，以难溶盐电极为代表。
难溶盐电极系将难溶盐覆盖的金属电极浸在含难溶盐阴离子的溶液中构成。该类电极的金属既是导体又是活性物质。
该类电极的基本特征包括:
(1)电极中存在金属难溶盐或难溶氧化物、难溶盐或难溶氧化物电解质溶液两个界面，属于三相电极。
(2)电极电势与溶液中难溶盐阴离子或OH一间有响应关系，符合Nernst方程。
第三类电极
又称氧化还原电极。典型的氧化还原电极。电极由导体(通常为铂电极)浸在含有同种物质不同价态物种的混合溶液中构成。
该类电极的特点是:
(1)只有第一类导体和第二类导体间的一个相界面和两相。
(2)在电极反应过程中只有电子而无其他物质(阴、阳离子)穿越界面。
(3)电极电势由物质不同氧化态的浓度(或活度)比决定，符合Nemst方程。
第四类电极
即膜电极。该类电极通常由内参比电极、内充液和具有离子选择性响应的薄膜组成。常见的有玻璃膜电极、其他固体膜电极、离子交换膜电极、气敏电极和液体膜电极等。
该类电极与前3类电极存在很大的不同，其主要特点是:
(1)电极电势由膜电势决定，而膜电势由溶液中离子和膜中离子的交换平衡决定，膜电极的电极电势由待测溶液中的选择性离子的浓度决定，在电极测量的有效范围内符合N ernst方程。
(2)在电极电势建立的整个过程中没有电子转移发生。
第五类电极
又称嵌入电极，即发生嵌入反应的电极。所谓嵌入反应(intercalation reaction)就是客体粒子(也称嵌质，主要是阴、阳离子)嵌入主体晶格(也称嵌基)生成非化学计量化合物的反应。
嵌入反应的研究历史最早可追溯到1841年发现的硫酸根离子嵌入石墨晶格的反应。但对嵌入反应进行比较深入系统的研究还是20世纪70年代以后的事。20世纪70年代又提出以嵌基或嵌入化合物作为二次电池电极。
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