差分電極與復(fù)合電極的區(qū)別解析

在電化學(xué)分析和pH測(cè)量領(lǐng)域，差分電極和復(fù)合電極是兩種核心的測(cè)量工具。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，復(fù)合電極是差分電極的一種集成化和便捷化的演變形式。理解它們的區(qū)別對(duì)于正確選擇和使用電極至關(guān)重要。

核心概念定義

1. 差分電極

“差分" 指的是測(cè)量?jī)蓚€(gè)獨(dú)立的、分開的半電池（電極）之間的電位差。

• 構(gòu)成：

• 指示電極（工作電極）： 對(duì)被測(cè)離子（如H?）敏感的電極。pH玻璃電極。

• 參比電極： 提供一個(gè)穩(wěn)定、已知且不隨被測(cè)離子濃度變化的電位。甘汞電極或銀/氯化銀電極。

• 工作原理： 將指示電極和參比電極同時(shí)浸入待測(cè)溶液中，形成一個(gè)完整的電化學(xué)電池。通過(guò)測(cè)量這兩個(gè)獨(dú)立電極之間的電位差，并根據(jù)能斯特方程計(jì)算出被測(cè)離子的活度（如pH值）。

• 外觀： 看起來(lái)是兩根分開的電極。

2. 復(fù)合電極

“復(fù)合" 指的是將指示電極和參比電極集成封裝在同一個(gè)電極桿內(nèi)。

• 構(gòu)成：

• 它同樣包含指示電極和參比電極的所有組成部分。

• 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)是：在玻璃球泡（敏感膜）附近，有一個(gè)參比電解液液接界，使得內(nèi)部的參比系統(tǒng)與外部溶液能夠形成電接觸。

• 工作原理： 與差分電極相同，都是測(cè)量電位差。只不過(guò)現(xiàn)在這個(gè)“電池"的兩個(gè)半電池被做在了一個(gè)外殼里。

• 外觀： 看起來(lái)是一根電極，通常更緊湊，使用更方便。

主要區(qū)別對(duì)比表

如何選擇？

• 對(duì)于絕大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用（如水質(zhì)檢測(cè)、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、常規(guī)實(shí)驗(yàn)室pH測(cè)量）。 因?yàn)樗鼧O其方便，性能對(duì)于日常需求來(lái)說(shuō)足夠。

• 在以下情況下，可能會(huì)考慮使用差分電極：

• 對(duì)測(cè)量精度和穩(wěn)定性要的科研工作。

• 測(cè)量非水溶液、粘稠或高污染樣品，此時(shí)可以選擇具有特殊液接界（如陶瓷芯、砂芯、套管式）的參比電極，以減少堵塞，而復(fù)合電極的液接界通常較小，更容易堵塞。

• 當(dāng)其中一個(gè)電極（通常是參比電極）損壞時(shí)，可以只更換單個(gè)電極，而無(wú)需更換整套系統(tǒng)，這在長(zhǎng)期使用中可能更經(jīng)濟(jì)。

總結(jié)

您可以這樣理解兩者的關(guān)系：

• 差分電極系統(tǒng)是“基礎(chǔ)版"或“專業(yè)模塊化"系統(tǒng)，由兩個(gè)獨(dú)立的部件組成，靈活但操作稍復(fù)雜。

• 復(fù)合電極是“一體化集成"的便捷解決方案，它將兩個(gè)部件合二為一，極大地簡(jiǎn)化了操作，成為了現(xiàn)代pH測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)。

因此，當(dāng)您今天購(gòu)買一臺(tái)普通的pH計(jì)時(shí)，隨儀器附帶的幾乎100%是一支復(fù)合電極。