高纯锌参比电极是一种在电化学测量中常用的参比电极,用于为其他电极提供电位基准,在阴极保护系统等领域应用广泛。
结构组成:
主体材料:通常采用纯度≥99.995% 的高纯锌,以确保低自腐蚀率和稳定的电位输出。杂质(如 Fe、Pb、Cd 等)总含量一般需控制在 0.005% 以下,避免形成微电池加速自腐蚀。
电解质:常见的有饱和氯化钾(KCl)溶液或凝胶电解质,用于传导离子。
外壳:多为耐蚀塑料(如 PVC)或玻璃管,带有多孔陶瓷隔膜,允许离子通过,但防止锌电极直接接触被测介质,起到隔离和保护作用。
工作原理:基于锌金属与电解质之间的电化学反应。当插入电解质溶液中时,锌金属作为阳极失去电子被氧化成锌离子,电解质溶液中的阴离子在锌金属表面得到电子被还原。在 25℃饱和 KCl 溶液中,其标准电极电位约为 -0.82 V(vs. 标准氢电极 SHE),实际应用中电位约为 -1.05 V(vs. 铜 / 硫酸铜参比电极 CSE)。
特点:
电位稳定准确:高纯度的锌金属材料保证了电极电位的稳定性和准确性,能提供可靠的电位参考。
稳定性好:长时间使用电位输出稳定,不易受外界因素干扰。
耐腐蚀性强:在海水、氯化物含量高的土壤等恶劣环境中,仍能保持良好的耐腐蚀性和电位稳定性。
寿命较长:高纯度锌以及合理的结构设计,使其使用寿命相对较长,减少更换频率和维护成本。
主要技术参数:例如临界电流密度为 +38~-10 μA/cm²,电位精度≤±60 mV,开路电位 -940 mV(vs. SHE)等。
应用领域:
阴极保护系统:用于测量被保护构筑物的电位,如埋地管道、储罐等,可作为恒电位仪自动控制的信号源,判断阴极保护效果是否达标(如电位需≤-0.85 V vs. CSE),也适用于牺牲阳极保护的电位测量、外加电流保护的自动控制信号源以及管道保护的遥测信号源等。
其他电化学测量:在一些电化学研究、电池生产、水处理、环保监测等领域,可作为电位参考电极,为精确的电位测量和控制提供基准