• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.基本简介
  • 3.1.定义
  • 3.2.命名
  • 3.3.表示符号
  • 3.4.表达式
  • 4.物理来源
  • 4.1.原电池中的电极
  • 4.2.电解槽中的电极
  • 5.相关种类
  • 5.1.可逆电极
  • 5.2.火花机电极
  • 5.3.铈钨电极
  • 5.4.镧钨电极
  • 5.5.钍钨电极
  • 5.6.钇钨电极
  • 5.7.锆钨电极
  • 5.8.纯钨电极

电极

物理术语

电极(electrode)一般指在电池中与电解质溶液发生氧化还原反应的位置。电极有正负之分,一般正极为阴极,获得电子,发生还原反应,负极则为阳极,失去电子发生氧化反应。电极可以是金属或非金属,只要能够与电解质溶液交换电子,即成为电极。

基本信息

  • 中文名

    电极

  • 外文名

    electrode

  • 提出者

    法拉第

  • 提出时间

    1834年

  • 应用学科

    物理

  • 适用领域范围

    电学

基本简介

定义

电极的概念是M.法拉第进行系统电解实验后在1834年提出的,原意只指构成电池的插在电液中的金属棒。电池的组成部分,它由一连串相互接触的物相构成,其一端是电子导体──金属(包括石墨)或半导体,另一端必须是离子导体──电解质(这里专指电解质溶液,简称“电解液”或“电液”)。结构最简单的电极应包括两个物相和一个相界面,即〔金属|电液〕。上述定义的电极也称“半电池”。

电极

命名

命名方式很复杂,有些根据电极的金属部分命名,如铜电极、铂电极等;有些根据电极活性的氧化还原对中的特征物质命名,如甘汞电极、氢电极;有些根据电极金属部分的形状命名,如滴汞电极、转盘电极;有些根据电极的功能命名。这些名称如参比电极、钠离子选择电极(见离子选择性电极)等,都是约定俗成的。

表示符号

通常在电池上会标有“+”的符号,那是正极,在另一端会标有“-”符号那是负极,同时在蓄电池上只有正极有“+”,而负极没有。颜色也可以表示正负极:红色代表正极,黑色代表负极。

表达式

书刊上表达电极的方式很不一致,这里采用的方式是:写下各串联的物相,每一相界面用一个隔离线表示。如铜电极写成Cu|CuSO4(1Μ,水溶液)或Cu|Cu;甘汞电极写成Hg|Hg2Cl2|Cl;在水溶液中的钝化的铁电极可写成Fe|Fe3O4|Fe2O3|水溶液。

电极方块图把电极的各个相用分隔的方块表达,便于标明各相界面上的反应,有助于理解电极上发生的实际过程(图1)。

物理来源

原电池中的电极

电极是原电池的基本组成部分。利用自发氧化还原反应产生电流的装置叫原电池,一个原电池必须由两个基本部分组成:两个电极和电解质溶液。给出电子发生氧化反应的电极,如丹尼尔电池(右图上部所示)中的Zn极,由于其电势较低,被称为负极(negativeelectrode);而接受电子发生还原反应的一极,如Cu极,由于其电势较高,而称作正极(positiveelectrode)。

根据组成电极物质的状态,可以把电极分为三类。第一类电极是金属电极和气体电极,如丹尼尔电池中锌电极和铜电极,还有标准氢电极;第二类电极是金属-金属难溶盐电极及金属-金属难溶氧化物电极,如Ag-AgCl电极。第三类电极是氧化还原电极(任一电极皆为氧化还原电极,这里所说的氧化还原电极是专指参加电极反应的物质均在同一个溶液中),如Fe3+,Fe2+溶液组成的电极。

电解槽中的电极

电极是电解过程中,电流进入或离开电解液的导体。电解过程就是在电极相界面上发生氧化还原反应。

电极分为阴极和阳极,和电源正极相连的是阳极,阳极上发生氧化反应;和电源负极相连的是阴极,阴极上发生还原反应。

电解材料的种类很多,常用的是碳电极,此外钛等金属也可以做电极。在电镀中,含有镀层金属的金属往往作为阳极,待镀制品作为阴极。