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南京桑力电子带你了解电化学工作站
点击次数:1762 发布时间:2017-02-10 打印本页面 返回
   电化学工作站(Electrochemicalworkstation)是电化学测量系统的简称,是电化学研究和教学常用的测量设备。将这种测量系统组成一台整机,内含快速数字信号发生器、高速数据采集系统、电位电流信号滤波器、多级信号增益、IR降补偿电路以及恒电位仪、恒电流仪。可直接用于超微电极上的稳态电流测量。如果与微电流放大器及屏蔽箱连接,可测量1pA或更低的电流。如果与大电流放大器连接,电流范围可拓宽为±100A。某些实验方法的时间尺度的数量级可达l0倍,动态范围极为宽广,一些工作站甚至没有时间记录的限制。可进行循环伏安法、交流阻抗法、交流伏安法、电流滴定、电位滴定等测量。工作站可以同时进行两电极、三电极及四电极的工作方式。四电极可用于液/液界面电化学测量,对于大电流或低阻抗电解池(例如电池)也十分重要,可消除由于电缆和接触电阻引起的测量误差。仪器还有外部信号输入通道,可在记录电化学信号的同时记录外部输入的电压信号,例如光谱信号,快速动力学反应信号等。这对光谱电化学,电化学动力学等实验极为方便。
 
  电化学工作站主要有2大类,单通道工作站和多通道工作站,区别在于多通道工作站可以同时进行多个样品测试,较单通道工作站有更高的测试效率,适合大规模研发测试需要,可以显著的加快研发速度。
 
  电化学工作站已经是商品化的产品,不同厂商提供的不同型号的产品具有不同的电化学测量技术和功能,但基本的硬件参数指标和软件性能是相同的。电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来实现,二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。因而电化学往往专指“电池的科学”。
 
  电极
 
  电池由两个电极和电极之间的电解质构成,因而电化学的研究内容应包括两个方面:一是电解质的研究,即电解质学,其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等,其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论;另一方面是电极的研究,即电极学,其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质,也就是电极和电解质界面上的电化学行为。电解质学和电极学的研究都会涉及到化学热力学、化学动力学和物质结构。
 
  动物电
 
  1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象,一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”,即现今所谓“伏打堆”。这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前,各种化学电源是*能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。
 
  19世纪下半叶,经过赫尔姆霍兹和吉布斯的工作,赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义;1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系,即的能斯脱公式;1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论,大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。20世纪40年代以后,电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用,使人们可以研究快速和复杂的电极反应,可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科,它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。
 
  电解工业
 
  在物理化学的众多分支中,电化学是*以大工业为基础的学科。它的应用主要有:电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业;铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼也都用的是电解法;机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整;环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物;化学电源;金属的防腐蚀问题,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题;许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。
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