淺析電化學工作站
電化學工作站是電化學測量系統(tǒng)的簡稱,是電化學研究和教學常用的測量設(shè)備。將這種測量系統(tǒng)組成一臺整機,內(nèi)含快速數(shù)字信號發(fā)生器、高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、電位電流信號濾波器、多級信號增益、IR降補償電路以及恒電位儀、恒電流儀??芍苯佑糜诔㈦姌O上的穩(wěn)態(tài)電流測量。如果與微電流放大器及屏蔽箱連接,可測量1pA或更低的電流。如果與大電流放大器連接,電流范圍可拓寬為±2A。
某些實驗方法的時間尺度的數(shù)量級可達l0倍,動態(tài)范圍極為寬廣??蛇M行循環(huán)伏安法、交流阻抗法、交流伏安法等測量。工作站可以同時進行四電極的工作方式。四電極可用于液/液界面電化學測量,對于大電流或低阻抗電解池(例如電池)也十分重要,可消除由于電纜和接觸電阻引起的測量誤差。儀器還有外部信號輸入通道,可在記錄電化學信號的同時記錄外部輸入的電壓信號,例如光譜信號等。這對光譜電化學等實驗極為方便。
電化學工作站已經(jīng)是商品化的產(chǎn)品,不同廠商提供的不同型號的產(chǎn)品具有不同的電化學測量技術(shù)和功能,但基本的硬件參數(shù)指標和軟件性能是相同的。
電化學是研究電和化學反應(yīng)相互關(guān)系的科學。電和化學反應(yīng)相互作用可通過電池來完成,也可利用高壓靜電放電來實現(xiàn),二者統(tǒng)稱電化學,后者為電化學的一個分支,稱放電化學。因而電化學往往專指“電池的科學”。
電化學工作站的電極
電池由兩個電極和電極之間的電解質(zhì)構(gòu)成,因而電化學的研究內(nèi)容應(yīng)包括兩個方面:一是電解質(zhì)的研究,即電解質(zhì)學,其中包括電解質(zhì)的導(dǎo)電性質(zhì)、離子的傳輸性質(zhì)、參與反應(yīng)離子的平衡性質(zhì)等,其中電解質(zhì)溶液的物理化學研究常稱作電解質(zhì)溶液理論;另一方面是電極的研究,即電極學,其中包括電極的平衡性質(zhì)和通電后的極化性質(zhì),也就是電極和電解質(zhì)界面上的電化學行為。電解質(zhì)學和電極學的研究都會涉及到化學熱力學、化學動力學和物質(zhì)結(jié)構(gòu)。