石英光譜電化學(xué)池是一種用于分析液體樣品中電化學(xué)反應(yīng)的器件。它主要由一個石英晶體電極和一個參比電極組成,能夠在不同電勢下進(jìn)行光譜測量,并且可以通過調(diào)整電勢來控制電化學(xué)反應(yīng)過程。
石英晶體電極是石英晶體表面鍍上金屬電極材料(例如銀、銅等)制成的,通常用作工作電極。這種電具有高靈敏度和快速響應(yīng)的特點,因為它可以將電位變化轉(zhuǎn)化為晶體振蕩頻率的變化。當(dāng)電位施加到電極上時,電子會進(jìn)入或離開電極表面,導(dǎo)致晶體振動頻率發(fā)生變化。通過測量頻率的變化,可以確定電位的大小,從而探究電化學(xué)反應(yīng)的機理。
參比電極則是用于提供標(biāo)準(zhǔn)電位的電極。與工作電極相比,參比電極的化學(xué)反應(yīng)應(yīng)該是可逆的,使得其電位保持穩(wěn)定。常用的參比電極是飽和甘汞電極,因為它具有穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)電位,并且在大多數(shù)情況下都具有可逆的化學(xué)反應(yīng)。
在使用石英光譜電化學(xué)池進(jìn)行分析時,需要將樣品溶液注入到池中,并在池中加入適量的電解質(zhì)以提高導(dǎo)電性。然后,將工作電極和參比電極浸入溶液中,并通過調(diào)整電位來激發(fā)電化學(xué)反應(yīng)。同時,可以使用光譜儀來記錄不同電勢下的光譜信號。
光譜信號通常表現(xiàn)為頻率變化或振動增量的形式,因此可以通過對頻率或振動增量隨時間的變化關(guān)系進(jìn)行分析來確定反應(yīng)的機理和速率。例如,可以通過觀察電位掃描過程中的頻率變化,確定氧化還原峰的位置和大小,從而得出半反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位和反應(yīng)速率。