电化学气体检测

电化学气体检测

电化学气体检测仪所涉及的是与电荷分离有关的化学现象。通常这种电荷分离会导致电荷转移，若发生在溶液中则为均相的，若发生在电极表面则为非均相的。实际上，电化学气体检测仪为了维持电中性，两个或更多的电荷转移半反应按相反的方向进行。除了均相氧化还原反应外，这些反应被分开在不同的区域进行，一般在电他中浸在溶液里的不同的电圾上进行。这些电极是与溶液(通过离子传递)和外部传导电路连接，电化学气体检测仪这样才能传输电荷。如果电池构造允许的话，两个电极反应的产物可以被分离，当两个电极上的自由能变化的总数为负值．那么就可以释放出电能提供动力(干电池)。如果该疽为正，就要外加电能促使电极反应发生，使化学物质进行转化(电解)。

   电化学气体检测仪电极反应是非均相的，发生在电极和溶液间的界面区域，该区域内的电荷分布不同于本体相，电极反应则受该区域结构的影响。那么，我们先假定不存在电荷分离以外的作用。在每个电极上．电荷的分离用电容来表示，电荷传递的难易用距离来表示。在以下及以后的几节中，我们只讨论单个电极。

    电化学气体检测仪电极只是溶液中的组分接受或产生电子的给体(对于还原反为了使电子转移能够发生，电化学气体检测仪在进行电子转移的给体和受体之间的电子轨道能量必须相符。在电极上，这个能级就是最高占有轨道，对金后来说就是费米(Ferm：)能级EP。对于可溶性组分，则由价键轨道方便地给予或接受电子，因此，

    电化学气体检测仪对于还原反应，从电极上转移的电子所需最小的能量与一定的负电势(以伏特计)相对应。

    ·对于氧化反应，电极从溶液中的组分获取电子的最低未占有轨道的最高能量与一定的正电势(以伏特计)相对应。

    电势值可由外部来控制。电化学气体检测仪按这种方式我们可以控制电圾反应发生的方式和进行的程度。电极过程的热力学和动力学将在下节中慨述。在此之前我们先讨论一下界面区域的结构。在这一区域内电荷分布不同于本体溶液，这意味着反应组分和电极上的相应的能级与本体相中不同。可溶性组分将调节其形态以使电子转移发生。这些影响可通过对电极过程的动力学处理来修正，而且界面区域越薄越好，加入大量惰性电解质便可达到这样的效果。