差分電極與復合電極的區別解析

在電化學分析和pH測量領域，差分電極和復合電極是兩種核心的測量工具。簡單來說，復合電極是差分電極的一種集成化和便捷化的演變形式。理解它們的區別對于正確選擇和使用電極至關重要。

核心概念定義

1. 差分電極

“差分" 指的是測量兩個獨立的、分開的半電池（電極）之間的電位差。

• 構成：

• 指示電極（工作電極）： 對被測離子（如H?）敏感的電極。pH玻璃電極。

• 參比電極： 提供一個穩定、已知且不隨被測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浸入待測溶液中，形成一個完整的電化學電池。通過測量這兩個獨立電極之間的電位差，并根據能斯特方程計算出被測離子的活度（如pH值）。

• 外觀： 看起來是兩根分開的電極。

2. 復合電極

“復合" 指的是將指示電極和參比電極集成封裝在同一個電極桿內。

• 構成：

• 它同樣包含指示電極和參比電極的所有組成部分。

• 關鍵結構是：在玻璃球泡（敏感膜）附近，有一個參比電解液液接界，使得內部的參比系統與外部溶液能夠形成電接觸。

• 工作原理： 與差分電極相同，都是測量電位差。只不過現在這個“電池"的兩個半電池被做在了一個外殼里。

• 外觀： 看起來是一根電極，通常更緊湊，使用更方便。

主要區別對比表

如何選擇？

• 對于絕大多數常規應用（如水質檢測、教學實驗、常規實驗室pH測量）。 因為它極其方便，性能對于日常需求來說足夠。

• 在以下情況下，可能會考慮使用差分電極：

• 對測量精度和穩定性要的科研工作。

• 測量非水溶液、粘稠或高污染樣品，此時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，而復合電極的液接界通常較小，更容易堵塞。

• 當其中一個電極（通常是參比電極）損壞時，可以只更換單個電極，而無需更換整套系統，這在長期使用中可能更經濟。

總結

您可以這樣理解兩者的關系：

• 差分電極系統是“基礎版"或“專業模塊化"系統，由兩個獨立的部件組成，靈活但操作稍復雜。

• 復合電極是“一體化集成"的便捷解決方案，它將兩個部件合二為一，極大地簡化了操作，成為了現代pH測量的標準。

因此，當您今天購買一臺普通的pH計時，隨儀器附帶的幾乎100%是一支復合電極。