reference 電極 測量各種電極電勢時作為參照比較的電極。將被測定的電極與精確已知電極電勢數(shù)值的參比電極構(gòu)成電池，測定電池電動勢數(shù)值，就可計算出被測定電極的電極電勢。在參比電極上進行的電極反應(yīng)必須是單一的可逆反應(yīng)，電極電勢穩(wěn)定和重現(xiàn)性好。通常多用微溶鹽電極作為參比電極，氫電極只是一個理想的但不易于實現(xiàn)的參比電極。常用參比電極列表如下。
參比電極簡介
測量電極電勢時作參照比較的電極。嚴格地講，標準氫電極只是理想的電極，實際上并不能實現(xiàn)。因此在 實際進行電極電勢測量時總是采用電極電勢已精確知曉而且又十分穩(wěn)定的電極作為相比較的電極。測量由這類電極與被測電極組成電池的電動勢，可以計算被測電極的電極電勢。
在參比電極上進行的電極反應(yīng)必須是單一的可逆反應(yīng)，其交換電流密度較大，制作方便，重現(xiàn)性好，電極電勢穩(wěn)定。一般都采用難熔鹽電極作為參比電極。參比電極應(yīng)不容易發(fā)生極化；如果一旦電流過大，產(chǎn)生極化，則斷電后其電極電勢應(yīng)能很快恢復(fù)原值；在溫度變化時，其電極電勢滯后變化應(yīng)較小。
詳解
當管道金屬位于某種電解質(zhì)中時，那么管道的電勢不是穩(wěn)定的。參比電極是這樣一種半電池，它由單一的、可逆的反應(yīng)這一特性所決定具有穩(wěn)定的、可逆的電化學位。參比電極的穩(wěn)定性使其在作為電參考點或用于測量位于土壤或水中的其他金屬電位方面非常有用的。當參比電極通過電壓表處于土壤或水中的其他金屬連接時，參比電極便成為半腐蝕電池。用于測量埋地或水下管道電位的參比電極所具有的電位值通常比鋼鐵的電位更正。
種類
氫電極
用鍍有鉑黑的鉑片為電極材料，在氫氣氛中浸沒或部分浸沒于用氫飽和的電解液中，即可組成氫電極。其電極電勢與溫度T、溶液的pH值和氫氣的壓力（大氣壓）有關(guān)。
式中R為氣體常數(shù)；F為邁克爾·法拉第常數(shù)；T為熱力學溫度；n為反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)。有時采用與研究體系相同的溶液作為氫電極的溶液，以消除液體接界電勢。氫電極容易失效，應(yīng)當避免在溶液中出現(xiàn)易被還原或易發(fā)生吸附中毒的物質(zhì)，如氧化劑、易還原的金屬離子、砷化物和硫化物等。
甘汞電極
由汞、氯化亞汞和含 的溶液等組成，常用表示。電極內(nèi)，汞上有一層汞和甘汞的均勻糊狀混
合物。用鉑絲與汞相接觸作為導(dǎo)線。電解液一般采用氯化鉀溶液。用飽和氯化鉀溶液的甘汞電極稱為飽和甘汞電極，這是最常用的參比電極；而用1N氯化鉀溶液的則稱為當量甘汞電極。甘汞電極的電極電勢與氯化鉀濃度和所處溫度有關(guān)。它在較高溫度時性能較差。
銀|氯化銀電極
由覆蓋著氯化銀層的金屬銀浸在氯化鉀或鹽酸溶液中組成。常用 表示。一般采用銀絲或鍍銀鉑絲在鹽酸溶液中陽極氧化法制備。銀|氯化銀電極的電極電勢與溶液中濃度和所處溫度有關(guān)。
銀/氯化銀參比電極的組成成分
銀/氯化銀參比電極常用于海水和土壤環(huán)境中。結(jié)構(gòu)和電極電位會隨著使用環(huán)境和CSE參比電極的電位的變化而變化。所含電解質(zhì)可以是自然海水、飽和氯化鉀、飽和氯化鈉或質(zhì)量百分數(shù)為3.5%的氯化鈉溶液（0.6mol/L）。使用者應(yīng)注意制造商的建議書和所用銀/氯化銀電池類型的電勢值，銀/氯化銀電極具有較高的精確度（一般地說，如果使用和維護正確的話，誤差小于2mV）并且耐用。
汞|氧化汞電極
這是堿性溶液體系常用的參比電極，表示式為。它由汞、氧化汞和堿溶液等組成，其結(jié)構(gòu)同甘汞電極。它的電極電勢取決于溫度和溶液的pH值。
汞|硫酸亞汞電極
它適用于硫酸溶液或硫酸鹽溶液體系。電極由汞、硫酸亞汞和含 的溶液等所組成，表示式為 。其結(jié)構(gòu)同甘汞電極，它的電極電勢與溫度和溶液中 的濃度有關(guān)。
有機電解質(zhì)溶液體系中，常采用相同溶劑的有機電解質(zhì)溶液的 電極和 電極為參比電極。熔鹽體系中，常用熔鹽電極和 電極，但熔鹽體系尚無統(tǒng)一的標準電極電勢表。
參考書目 D.J.G.Ives and G.J. Jang, Reference Electrodes,Academic Press, New York, 1961.
便攜式硫酸銅參比電極
適于現(xiàn)場使用，主要用于測定地下金屬管道的自然電勢及陰極保護電位，測定土壤中的雜散電流，也可用于測定電纜金屬護套及混凝土中鋼筋的電位。
該電極在土質(zhì)較粘的地方，可作外加電流陰極保護體系中的控制電位用參比電極?？稍诟黝愅寥兰暗袘?yīng)用。
結(jié)構(gòu)性能：
（1）電極體積小，攜帶方便。腔體由透明聚甲基丙烯酸甲酯或ABS管構(gòu)成，便于觀察內(nèi)部硫酸銅溶液的飽和度。
（2）電極電位穩(wěn)定，電極不易極化。
（3）電極壽命長，電極帽與電極腔體用螺口連接，灌裝溶液方便。一次灌液可使用一年以上。
（4）電極結(jié)構(gòu)牢固，接插件耐腐蝕，微孔膜滲漏速度合宜，無可見液流，可置于衣袋中。
固態(tài)參比電極
一種以有機高分子化合物聚合物為基體的全封閉式固態(tài)參比電極，其液絡(luò)部含有金屬高氯酸鹽，或金屬硫酸鹽，或金屬氟化物，或硅酸鹽。其內(nèi)參比電解液的溶劑部分由醇類和水組成，或由丙烯酰胺及其衍生物的聚合物或共聚物和水組成。它可以在溫度高達150℃和壓力高達100公斤/厘米。
基本要求
參比電極是可逆電極體系，它在規(guī)定的條件下具有穩(wěn)定的重現(xiàn)的可逆電極電勢。通常對參比電極的主要要求是：
（1）電極的可逆性比較好，不易極化。這就要求參比電極為可逆電極而且交換電流密度大(>10 A/cm )。當電極流過的電流小于10 A/cm 時，電極不極化。即使短時間流過稍大的電流，在斷電后電位能很快回復(fù)到原來的數(shù)值。
（2）電極電位比較穩(wěn)定，且較靠近零電位，不易極化或鈍化。參比電極制各后，靜置數(shù)天以后其電位應(yīng)穩(wěn)定不變。
（3）電位重現(xiàn)性好。不同人或各次制作的同種參比電極，其電勢應(yīng)相同。每次制作的各參比電極，在穩(wěn)定后其電位也應(yīng)相同，其差值應(yīng)小于lmV。
（4)溫度系數(shù)小，即電位隨溫度變化小。而且當溫度回復(fù)到原先的溫度后，電位應(yīng)迅速回到原電位值。
（5）制備、實際使用和維護比較方便，經(jīng)久耐用。能滿足上述要求的參比電極有氫電極、甘汞電極、硫酸亞汞電極、氧化亞汞電極、氯化銀電極等。這些電極多數(shù)為第二類電極。
類型
監(jiān)測金屬電位所用的參比電極應(yīng)該工作穩(wěn)定、可靠，并且便宜、易于制作、安裝和使用方便。
電極的類型：
一類是可逆電極——甘汞電極、硫酸銅電極
優(yōu)點：電勢穩(wěn)定，監(jiān)測值精確度高。
缺點：易損壞，安裝、固定較困難。
另一類固體金屬電極—固體金屬電極
特點：應(yīng)用于電位范圍較寬的系統(tǒng)，且制作簡單，使用方便。
參比電極的安裝位置，一般選在距陰極最遠或電位最低的部位。
適用范圍
各類參比電極的適用范圍
用具有適當輸入阻抗的直流電壓表、測試線和一支穩(wěn)定的參比電極，例如飽和銅/硫酸銅參比電極（CSE)、銀/氯化銀電極(Ag/AgCl）或飽和氯化鉀（KCl）甘汞電極，就可以進行管道對電解質(zhì)電勢測量。當電解質(zhì)是土壤或淡水時，一般用CSE測量，但它不適用于海水中。當在高氯環(huán)境下使用CSE時，在確認讀數(shù)的有效性之前，必須對CSE的穩(wěn)定性進行檢查。銀/氯化銀電極通常用于海水環(huán)境中，飽和氯化鉀甘汞電極更多的用于實驗室中。然而，多面聚合物膠質(zhì)飽和KCl甘汞電極也可使用，但需要適當增加對環(huán)境的接觸面積。
硫酸銅電極
維護
使用硫酸銅參比電極，要保證底部的要求做到滲而不漏，杜絕污染。使用后應(yīng)保持清潔，防止里面溶液大量漏失。
埋地的硫酸銅參比電極作為恒電勢儀的信號源，在使用的過程中需要經(jīng)常的檢查。防止溶液凍結(jié)和干，影響了儀器的正常使用。參比電極的故障會造成收集數(shù)據(jù)不準確，恒電位儀的的輸出不穩(wěn)定。
紫銅棒的電極在使用一段時間后，表面會產(chǎn)生一層藍色污物，應(yīng)當定時定期的檢查，擦洗干凈，使其露出銅的本來顏色。配置飽和的硫酸銅溶液必須使用純凈的硫酸銅晶體和蒸餾水。
參考資料 >