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常用参比电极
参比电极定义：
参比电极，reference electrode，测量各种电极电势时作为参照比较的电极。将被测定的电极与精确已知电极电势数值的参比电极构成电池，测定电池电动势数值，就可计算出被测定电极的电极电势。在参比电极上进行的电极反应必须是单一的可逆反应，电极电势稳定和重现性好。通常多用微溶盐电极作为参比电极，氢电极只是一个理想的但不易于实现的参比电极。
参比电极简介
测量电极电势时作参照比较的电极。严格地讲，标准氢电极只是理想的电极，实际上并不能实现。因此在实际进行电极电势测量时总是采用电极电势已精确知晓而且又十分稳定的电极作为相比较的电极。测量由这类电极与被测电极组成电池的电动势，可以计算被测电极的电极电势。
在参比电极上进行的电极反应必须是单一的可逆反应，其交换电流密度较大，制作方便，重现性好，电极电势稳定。一般都采用难熔盐电极作为参比电极。参比电极应不容易发生极化；如果一旦电流过大，产生极化，则断电后其电极电势应能很快恢复原值；在温度变化时，其电极电势滞后变化应较小。
详解
当管道金属位于某种电解质中时，那么管道的电位不是稳定的。参比电极是这样一种半电池，它由单一的、可逆的反应这一特性所决定具有稳定的、可逆的电化学位。参比电极的稳定性使其在作为电参考点或用于测量位于土壤或水中的其他金属电位方面非常有用的。当参比电极通过电压表与处于土壤或水中的其他金属连接时，参比电极便成为半腐蚀电池。用于测量埋地或水下管道电位的参比电极所具有的电位值通常比钢铁的电位更正。
种类
氢电极
用镀有铂黑的铂片为电极材料，在氢气氛中浸没或部分浸没于用氢饱和的电解液中，即可组成氢电极。其电极电势EH2与温度T、溶液的pH值和氢气的压力pH2（大气压）有关。
式中R为气体常数；F为法拉第常数；T为热力学温度；n为反应中电子转移数。有时采用与研究体系相同的溶液作为氢电极的溶液，以消除液体接界电势。氢电极容易失效，应当避免在溶液中出现易被还原或易发生吸附中毒的物质，如氧化剂、易还原的金属离子、砷化物和硫化物等。
甘汞电极
由汞、甘汞和含Cl-的溶液等组成,常用Hg|Hg2Cl2|Cl-表示。 电极内，汞上有一层汞和甘汞的均匀糊状混合物。用铂丝与汞相接触作为导线。电解液一般采用氯化钾溶液。用饱和氯化钾溶液的甘汞电极称为饱和甘汞电极，这是最常用的参比电极；而用1N氯化钾溶液的则称为当量甘汞电极。甘汞电极的电极电势与氯化钾浓度和所处温度有关。它在较高温度时性能较差。
银|氯化银电极
由覆盖着氯化银层的金属银浸在氯化钾或盐酸溶液中组成。常用 Ag|AgCl|Cl-表示。一般采用银丝或镀银铂丝在盐酸溶液中阳极氧化法制备。银|氯化银电极的电极电势与溶液中Cl-浓度和所处温度有关。
银/氯化银参比电极的组成成分
银/氯化银参比电极常用于海水和土壤环境中。结构和电极电位会随着使用环境和CSE参比电极的电位的变化而变化。所含电解质可以是自然海水、饱和氯化钾、饱和氯化钠或质量百分数为3.5%的氯化钠溶液（0.6mol/L）。使用者应注意制造商的建议书和所用银/氯化银电池类型的电位值，银/氯化银电极具有较高的精确度（一般地说，如果使用和维护正确的话，误差小于2mV）并且耐用。
汞|氧化汞电极
这是碱性溶液体系常用的参比电极，表示式为Hg|HgO|OH-。它由汞、氧化汞和碱溶液等组成，其结构同甘汞电极。它的电极电势取决于温度和溶液的pH值。
汞|硫酸亚汞电极
它适用于硫酸溶液或硫酸盐溶液体系。电极由汞、硫酸亚汞和含SO42-的溶液等所组成，表示式为Hg|Hg2SO4|SO42-。其结构同甘汞电极,它的电极电势与温度和溶液中SO42-的浓度有关。
有机电解质溶液体系中，常采用相同溶剂的有机电解质溶液的Ag|Ag+电极和 Ag|AgCl|Cl-电极为参比电极。熔盐体系中，常用熔盐Ag|Ag+电极和Pt|Pt2+电极,但熔盐体系尚无统一的标准电极电势表。
参考书目 D.J.G.Ives and G.J. Jang, Reference Electrodes,Academic Press, New York, 1961.
便携式硫酸铜参比电极
适于现场使用，主要用于测定地下金属管道的自然电位及阴极保护电位，测定土壤中的杂散电流，也可用于测定电缆金属护套及混凝土中钢筋的电位。
该电极在土质较粘的地方，可作外加电流阴极保护体系中的控制电位用参比电极。可在各类土壤及淡水中应用。
结构性能：
（1）电极体积小,携带方便。腔体由透明有机玻璃或ABS管构成，便于观察内部硫酸铜溶液的饱和度。
（2）电极电位稳定，电极不易极化。
（3）电极寿命长，电极帽与电极腔体用螺口连接，灌装溶液方便。一次灌液可使用一年以上。
（4）电极结构牢固，接头耐腐蚀，微孔膜渗漏速度合宜，无可见液流，可置于衣袋中。
固态参比电极
一种以高分子聚合物为基体的全封闭式固态参比电极，其液络部含有金属高氯酸盐，或金属硫酸盐，或金属氟化物，或硅酸盐。其内参比电解液的溶剂部分由醇类和水组成，或由丙烯酰胺及其衍生物的聚合物或共聚物和水组成。它可以在温度高达150℃和压力高达100公斤/厘米。
基本要求
参比电极是可逆电极体系，它在规定的条件下具有稳定的重现的可逆电极电位。通常对参比电极的主要要求是：
（1）电极的可逆性比较好，不易极化。这就要求参比电极为可逆电极而且交换电流密度大(>10-5A/cm2)。当电极流过的电流小于10-7A/cm2时，电极不极化。即使短时间流过稍大的电流，在断电后电位能很快回复到原来的数值。
（2）电极电位比较稳定，且较靠近零电位，不易极化或钝化。参比电极制各后，静置数天以后其电位应稳定不变。
（3）电位重现性好。不同人或各次制作的同种参比电极，其电位应相同。每次制作的各参比电极，在稳定后其电位也应相同，其差值应小于lmV。
（4)温度系数小，即电位随温度变化小。而且当温度回复到原先的温度后，电位应迅速回到原电位值。
（5）制备、实际使用和维护比较方便，经久耐用。能满足上述要求的参比电极有氢电极、甘汞电极、硫酸亚汞电极、氧化汞电极、氯化银电极等。这些电极多数为第二类电极。
参比电极的作用
参比电极是一个电池，它的电位被认为是固定不变的，因此可以作为电位检测的参考。参比电极可以用来校准电化学分析仪器，例如 pH 仪、离子选择电极、溶氧仪和电化学工作电极。在电化学实验中，参比电极常与工作电极组成电池进行观测，从而测量其他电化学参数，如电位差、电动势、电解能力等。此外，在一些化学反应过程中，也需要参比电极来维持电位平衡，以确保实验的准确性和可重复性。
参比电极的使用方法
参比电极可用于电化学分析、电位测试、酸碱度测试等领域。下面是一般参比电极的使用方法：
1.选择适合的参比电极
需要根据测试样品的性质和实验要求来选择适合的参比电极。最常用的参比电极是银-氯化银电极和银-银氯化钾电极。
2.清洁参比电极
参比电极在使用前必须清洁干净，以保证准确度和有效性。可以使用纯净水进行清洗。同时还要避免触碰电极的灵敏部位，以免影响测试精度。
3.校准参比电极
使用前必须校准参比电极，以保证测试的准确性。校准电极应该在测试前进行，并对电极进行调整，以使其输出的电位符合标准值。校准方法可以根据电极的不同而不同。
4.插入参比电极
将参比电极插入到测试样品中，根据实验需要确定参比电极的深度。插入时要确保电极与样品之间的接触良好。
5.读取电位值
一旦参比电极插入到样品中，可以读取电位值。读取电位值应该在电极稳定了一段时间后进行，通常需要等待数秒钟。读数时应该记录下时间，以免影响精度。
6.计算结果
根据实验要求来计算结果。常见的计算公式包括电化学分析中的泊松方程、酸碱度测试中的平均质子数等。
参比电极的注意事项
1. 参比电极一般需要在实验开始前进行校准，并且在实验进行过程中需要经常检查和校准。因此，使用前需要先检查参比电极是否正确校准并保持良好状态。
2. 在实验前，需要确保参比电极的存放环境和条件良好，以避免出现因存储不当导致的性能问题。
3. 在实验中，应避免使用过高或过低的温度，以避免参比电极性能的变化。
4. 参比电极不宜与其他电极混用，应单独使用并避免受到其他电极的干扰。
5. 参比电极的搭配应根据实验需求选择合适的参比电极型号，并且在实验中使用时应严格按照说明书的要求使用。
6. 在使用参比电极时，需要注意保持环境干燥，避免参比电极受到潮湿和污染而影响其性能。
7. 参比电极使用后，应清洁干净并储存在干燥、无尘、避光处，以确保下次使用时性能不受影响。
8. 参比电极在长期使用过程中可能会发生老化或损坏，需要及时更换或维修。