Johdanto
The auxiliary electrode is also called the counter electrode. It is only used to pass current to achieve the polarization of the research electrode. When studying the cathode process, the auxiliary electrode is used as the anode, and when studying the anode process, the auxiliary electrode is used as the cathode. The area of the auxiliary electrode is generally larger than that of the research electrode, so that the current density on the auxiliary electrode is reduced, so that it is basically not polarized during the measurement process. Therefore, the platinum black electrode is often used as the auxiliary electrode, and it can also be used in the research medium. Metal materials that remain inert, such as Ag, Ni, W, Pb, etc.; in certain situations, certain electrodes are sometimes used. Sometimes, for convenience of measurement, the auxiliary electrode can also be made of the same metal as the research electrode.
Apuelektrodin periaate
The role of auxiliary electrode is relatively simple. The auxiliary electrode is also called the counter electrode. It forms a series circuit with the research electrode set at a certain potential, so that the research electrode is smoothly connected to electricity, and is only used to pass current to realize the polarization of the research electrode. The reverse current of the research electrode should be able to pass through the auxiliary electrode smoothly, so it is generally required that the auxiliary electrode itself has low resistance and is not prone to polarization. The area of the auxiliary electrode is generally larger than that of the research electrode. In the general electrolysis reaction experiment of the potentiostat, it is hoped that the area of the auxiliary electrode is more than 100 times larger than the area of the research electrode. This reduces the current density on the auxiliary electrode and makes it In the measurement process, it is basically not polarized, so that the external polarization mainly acts on the research electrode, so the platinum black electrode is often used as the auxiliary electrode.
Katodiprosessia tutkittaessa anodina käytetään apuelektrodia ja anodiprosessia tutkittaessa apuelektrodia katodina. Polarisaatiovirta kulkee tutkimuselektrodin ja myös apuelektrodin läpi. Kun katodin pelkistysvirta johdetaan tutkimuselektrodin läpi, apuelektrodilla suoritetaan anodisen hapettumisen elektrodireaktio. Sitä vastoin, kun anodinen hapetusvirta kulkee tutkimuselektrodin läpi, katodisen pelkistyksen elektrodireaktio tapahtuu apuelektrodilla.
Jotta vältetään elektrolyyttiliuoksen kontaminoituminen tutkimuselektrodin lähellä apuelektrodilla tapahtuvan elektrodireaktion seurauksena. Yleensä on kaksi toimenpidettä: ①Valitse inertti elektrodimateriaali apuelektrodiksi; ② Erota tutkimuselektrodi apuelektrodista. Pt:tä käytetään laajalti apuelektrodina laboratorioissa, ja sitä voidaan käyttää happamissa tai emäksissä liuoksissa. Happamissa liuoksissa, erityisesti H2SO4-liuoksissa, PbO2-elektrodeja voidaan käyttää myös apuelektrodeina. Ni-elektrodia voidaan käyttää apuelektrodina alkalisessa liuoksessa. Vaikka edellä mainittuja elektrodimateriaaleja käytetään apuelektrodeina, vety- tai hapenkehityselektrodireaktiot ovat silti väistämättömiä. Näiden kaasujen saostuminen vaikuttaa tutkimusjärjestelmän konvektiotilaan ja liuoksen pH-arvoon, ja ne voivat myös suorittaa elektrodireaktioita tutkimuselektrodilla. Siksi voidaan suunnitella kaksi kammiota sijoittamaan tutkimuselektrodi ja apuelektrodi elektrolyysikennosäiliöön, erotettuina sintratulla lasilla, kalvolla, geelisuolasillalla tai männällä, ja kiinnittää huomiota ionijohtamiskanavan liitäntään. Polarisaatiovirran intensiteetti apuelektrodin ja tutkimuselektrodin läpi ovat samat, mutta virrantiheys ei välttämättä ole sama. Siksi, kun apuelektrodin pinta-ala on suhteellisen suuri, se ei vain takaa tutkimuselektrodin voimalinjan jakautumisen tasaisuutta, vaan myös vähentää elektrolyyttikennon kennopainetta.
Apuelektrodin rooli
Tärkeä merkki, joka määrää pinnoituskerroksen laadun, on pinnoituskerroksen jakautumisen tasaisuus ja eheys kappaleessa, mikä määrää suurelta osin pinnoituskerroksen suojauksen. Suorituskykyä, dispersiokykyä ja peittokykyä käytetään yleisesti galvanointituotannossa arvioitaessa osien pinnoitteen jakautumisen tasaisuus ja täydellisyys.
Käytäntö on osoittanut, että jopa litteällä katodilla, jonka etäisyys anodista on sama, virrantiheyden ja pinnoitteen paksuuden jakautuminen ei ole tasaista. Terävien kulmien ja reunojen pinnoitteen paksuus on selvästi suurempi kuin keskimääräinen paksuus. Tasakatodin keskikohta Pinnan paksuus on huomattavasti keskimääräistä paksuutta pienempi. Poikkeama todellisen paksuuden ja keskimääräisen paksuuden välillä on noin 20-30 %, ja monimutkaisen muotoisten osien pinnan poikkeama voi olla jopa useita kertoja. Joskus osan reuna tai kärki on "polttunut", mutta syvä kovera osa ei ole pinnoitettu. Syy tähän ilmiöön on: ①Sähköpinnoituksen aikana virran reunavaikutuksen vuoksi voimajohto on helppo olla päällä. Terävät kulmat, reunat ja muut suuren kaarevuuden omaavat paikat ovat keskittyneet, ja virrantiheys on suhteellisen suuri, joten pinnoitteen paksuus on suurempi kuin keskimääräinen paksuus; kun taas pinnan keskellä kaarevuus on suhteellisen pieni ja voimalinjojen jakautuminen on pienempi, ja myös virrantiheys on pieni, joten pinnoitteen paksuus on pienempi kuin keskimääräinen paksuus.
② Monimutkaisissa osissa, joissa on epätasaisia tai syviä reikiä, virran reunavaikutuksen lisäksi epätasaisuuden kahden osan ja anodin välinen etäisyys on erilainen, joten niiden välinen vastus on erilainen, joten virta on kohoumat ovat myös erilaisia. Jos nysty on lähellä katodia, vastus on pieni ja virrantiheys on korkea, pinnoite on paksu; päinvastoin, syvennyksen pinnoite on ohut. Yleisesti ottaen ei vaadita, että sisäreiän pinnan kalvopaksuus ylittää reiän halkaisijan syvyyden, ja sisäreiän pinta, joka ylittää kaksi kertaa reiän halkaisijan syvyyden, saa olla osittain pinnoittamaton.
Pinnoittamisen ja syväpinnoituksen suorituskyvyn parantamiseksi voidaan toteuttaa seuraavat toimenpiteet:
⑴ Paranna pinnoitusliuoksen katodista polarisaatiota.
⑵Kun pinnoitusliuoksen katodinen polarisaatio on suuri, pinnoitusliuoksen johtavuus paranee.
⑶Apuelektrodia käytetään parantamaan heittokykyä ja syväpinnoituksen suorituskykyä.
⑷ Pinnoituksen jälkeen käytetään mekaanista käsittelyä (kuten hiontaa) pinnoitteen paksuuden tasaisuuden varmistamiseksi.
Yllä olevan analyysin perusteella, kun liuoksen kaava on määritetty, apuelektrodi on välttämätön tasaisen ja täydellisen pinnoitteen saamiseksi eri erityisille osille.
Apuelektrodin valinta
Seosnäytteitä analysoitaessa analysoitavan lejeeringin perusmetallia käytetään usein apuelektrodina; alumiiniseos on puhdasta alumiinia; pronssi ja messinki ovat kuparia; teräs Analyysissä käytetään puhdasta rautaa. Apuelektrodin vaatimus on, että se ei sisällä analysoitavaa elementtiä, mutta tätä vaatimusta ei ole helppo täyttää, koska täysin puhdasta apuelektrodia on mahdotonta saada. Kun apuelektrodi sisältää mitattavan elementin, tämän elementin spektriviiva tuottaa lisäintensiteetin odotetun intensiteetin lisäksi. Tämä vaikutus on, kun analyysi on alhainen ja apuelektrodissa olevan analyysielementin määrä on suuri. , Merkittävämpää, meidän on kiinnitettävä huomiota. Tämän vaikutuksen seurauksena työskentelykäyrän kaltevuus pienenee ja myös analyysin tarkkuus heikkenee. Joissakin tapauksissa työkäyrän vähäsisältöinen osa on kaareva. Kuvassa 5.3 1 on teräksessä olevan mangaanin työskentelykäyrä, joka on saatu käyttämällä 0,5 % mangaania sisältävää hiiliterästä apuelektrodina. Apuelektrodin mangaanipitoisuus on analyyttisen pitoisuusalueen 0,3 - 1,0 % keskellä, mikä vaikuttaa voimakkaasti työskentelykäyrän jyrkkyyteen. . 2 on toimintakäyrä käyttämällä kuparia apuelektrodina. Koska teräs ei sisällä mangaania, mangaanilangan lisäkiinnityslujuutta ei synny ja työkäyrän kaltevuus paranee. Jotta voidaan valita apuelektrodi, joka ei sisällä mitattavaa elementtiä näytteessä teräsanalyysiin, apuelektrodeina käytetään puhtaan raudan lisäksi yleisesti puhdasta kuparia ja grafiittia.
Kuva 5-2-5-4
Apuelektrodin koostumus muuttuu joskus rajusti Valonlähteen haihtumisolosuhteet. Kuva 5.4 on sinkin työskentelykäyrä erilaisilla apuelektrodilla valmistetuissa tinapronssinäytteissä. Ⅰ-Kuparia käytetään apuelektrodina; Ⅱ-Sekä ylä- että alaelektrodit ovat näytteitä; Ⅲ-Grafiittia käytetään apuelektrodina; Ⅳ-Alumiinia käytetään apuelektrodina. Apuelektrodi. Kuvasta 5.4 nähdään, että sinkkilangan lujuus on merkittävästi erilainen, kun käytetään erilaisia apuelektrodeja. Siksi erilaisiin analyysitehtäviin tulee valita sopivat apuelektrodit, jotka voidaan valita kokein. Monissa töissä käytetään erittäin puhdasta hiiltä tai grafiittia apuelektrodeina. Grafiitti on hiilen muoto, joten grafiittielektrodi on myös eräänlainen hiilielektrodi. Koska hiilielektrodeja on helpompi valmistaa erittäin puhtaiden grafiittielektrodien valmistamiseksi, grafiittielektrodeja käytetään yleensä spektrianalyysissä. Spektroskopiatyöntekijät kutsuvat joskus grafiittielektrodeja hiilielektrodeiksi, eikä ero ole kovin tiukka. Valonlähteen vaikutuksesta hiili- tai grafiittielektrodi voi edistää pelkistävän ilmakehän muodostumista lähelle analysoitavan näytteen pintaa, mikä vähentää merkittävästi oksidikerroksen muodostumisen mahdollisuutta näytteen pinnalle ja suurentaa kaarevia täpliä näytteen pinnalla. Tämä mahdollistaa aineen haihtumisen tasaisemmin, mikä parantaa analyysin tarkkuutta.
Teräksen spektroskooppista analyysiä tehdessään maani spektroskopiatyöntekijät ovat tottuneet käyttämään puhdasta kuparia tai puhdasta grafiittia apuelektrodeina, kuten edellä mainittiin. Kuitenkin, kun käytetään tyhjiösuoralukuspektrometriä analysoimaan hiiltä, fosforia, rikkiä ja muita seosaineita teräksessä, näyte viritetään argonatmosfäärissä ja apuelektrodina käytetään puhdasta hopeaa, jonka halkaisija on 3 mm, ja pää hiotaan 120:ksi. Kartio. Koska tämä apuelektrodi viritetään argonkaasussa ja käytetään yksisuuntaista purkausvalolähdettä, hopeaelektrodi kuluu harvoin eikä vaadi usein hiomista (noin 100-150 näytettä analysoidaan ennen kuin hiominen vaaditaan), vain analyysissä Useiden näytteiden jälkeen pyyhitään hienolla harjalla. Ei-rautametallit ja niiden seokset käyttävät puhtaita metalleja, hiiltä tai grafiittia apuelektrodeina. Erilaisten erityisvaatimusten mukaan yhtä niistä voidaan käyttää apuelektrodeina. Apuelektrodin kärki on yleensä hiottu puolipallon muotoon tai kartiomaiseen muotoon, jolla on poikkileikkaus (katso kuva 5.2).
Apuelektrodin käyttö
Apuelektrodi ja työelektrodi muodostavat virtasilmukan. Jos apuelektrodi polarisoituu ulkoisen virran vaikutuksesta, kennon paine vaihtelee ja työelektrodin virran ja potentiaalin hallinta on vaikeaa. Siksi apuelektrodi tulee tehdä polaroimattomista tai vaikeasti polarisoituvista materiaaleista, kuten platinasta, grafiitista ja muista inertteistä materiaaleista. Joissakin järjestelmissä, jotka eivät vaadi suurta mittaustarkkuutta, voidaan käyttää myös nikkelielektrodeja ja lyijyelektrodeja, koska niiden muodostama passivointikalvo joissain väliaineissa on suhteellisen vakaa. Yleiset vaatimukset apuelektrodeille ovat seuraavat.
①Alueen tulee olla suuri, jotta virrantiheyttä voidaan vähentää, mikä vähentää apuelektrodin polarisaatiota ja voimalinjat voidaan jakaa tasaisemmin.
② Apuelektrodin ja työelektrodin reaktiotuotteiden keskinäisen kontaminoitumisen estämiseksi on joskus tarpeen käyttää kalvoa, kuten sintrattua lasia, ioninvaihtokalvoa, hiottulasimäntää ja muita toimenpiteitä apuelektrodikammion erottamiseksi työelektrodikammio , Yleisin on käyttää kolmen elektrodin kammiota tai kaksielektrodikammiota, katso kuva 7-88.