简而言之，H型电解池使用三电极系统来进行高精度的电化学分析。这三个不同的组成部分是工作电极（WE）、对电极（CE）和参比电极（RE）。每一个在控制实验和准确测量结果方面都扮演着专业和关键的角色。
核心原则是职责分离。虽然简单的电池将电流流动和电压测量功能合并到两个电极上，但三电极系统将它们分离开来。这使得实验人员能够精确控制和测量感兴趣的反应发生的电极上的电压，而不受电池中其他因素的影响。
为什么三电极系统是标准配置
大多数电化学实验的目标是研究在特定表面上发生的反应。简单的两电极装置（阳极和阴极）对此来说是不够的，因为你只能测量整个电池的总电压差。你无法知道你所关心的单个电极表面上的精确电位。
工作电极（WE）的作用
工作电极是实验的焦点。它是你正在研究的电化学反应——无论是氧化还是还原——发生的表面。
其电位由称为恒电位仪的仪器主动控制，并测量产生的电流。WE的材料和制备是实验中的关键变量。
对电极（CE）的作用
对电极，也称为辅助电极，有一个主要任务：完成电路。它传导支持工作电极上发生的反应所需的电流。
CE只是为相反的反应提供一个表面（例如，如果WE正在发生还原，CE则发生氧化）。它的电位不被测量或控制，其材料的选择是惰性的，并且能够处理所需的电流而不会干扰主要实验。
参比电极（RE）的关键作用
参比电极是准确测量的关键。它充当一个稳定、固定的基准，具有已知且不变的电位。
高输入阻抗的电压表测量工作电极与这个稳定的参比电极之间的电位差。关键是，几乎没有电流流过参比电极。这确保了其电位保持恒定，提供了一个可靠的零点，可以相对于此准确测量工作电极的电位。
“H”型电池设计的目的
H型电池的物理形状与其内部的电极一样重要。这种设计在物理上将电池的两半隔开，以防止不必要的相互作用。
隔离反应
H型电池由两个隔间组成，通常通过玻璃烧结或半透膜连接。工作电极和参比电极放置在一个隔间中，而对电极放置在另一个隔间中。
这种分离可以防止在对电极上产生的副产物迁移过来并污染或干扰在工作电极上研究的主要反应。
了解权衡
这种分离虽然有益，但并非没有代价。电解质溶液本身具有电阻，隔离电极会增加这个距离。
这种电阻会在参比电极和工作电极之间引起电压降（称为IR 降），这可能会稍微影响施加的电位。先进的仪器通常可以对此进行补偿，但这是一个需要注意的基本物理限制。这种设置也比简单的烧杯电池本质上更复杂、成本更高。
如何将其应用于您的实验
了解这些组件可以帮助您正确设计和解释您的结果。您的实验目标决定了您应该关注哪个电极。
- 如果您的主要重点是研究特定的化学反应： 工作电极是您感兴趣的表面，您必须仔细选择其材料和状况。
- 如果您的主要重点是获得稳定和准确的电位测量： 参比电极是不可或缺的组件，其正确放置和校准至关重要。
- 如果您的主要重点是确保实验能够进行： 对电极的作用是传递必要的电流，它必须具有足够的表面积和稳定性来做到这一点，而不会产生干扰。
掌握每个电极的功能是进行有意义且可重复的电化学分析的基础。
摘要表：
| 电极类型 | 缩写 | 主要功能 |
|---|---|---|
| 工作电极 | WE | 发生感兴趣反应的表面；控制其电位并测量电流。 |
| 参比电极 | RE | 提供稳定的、已知的电位基准，用于准确的电压测量。 |
| 对电极 | CE | 通过促进相反的反应来完成电路。 |
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