氯化银参比电极的作用及原理解析.doc

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氯化银参比电极的作用及原理解析

氯化银参比电极

的作用及原理解析

技术部：薛淑芳

氯化银参比电极在阴极保护中的作用及原理解析

一、作用

精确监测阴极保护状态

氯化银参比电极常用于牺牲阳极保护的电位测量，通过测量被保护金属结构物与参比电极之间的电位差，评估阴极保护系统的有效性。其电位稳定性高，适合高精度测量。

作为自动控制信号源

在外加电流阴极保护系统中，氯化银参比电极作为稳定的电位参考源，确保阴极保护电流始终处于合适范围，避免过保护或保护不足。

适用于特殊埋设位置

可埋设于大型容器底部、地下燃料库与化学贮罐之间、城市路面下方管网等难以接近的位置，实现长期监测。

作为遥测信号源

用于管道阴极保护的远程监测，及时发现并处理系统异常，保障管道安全运行。

二、原理

电化学反应基础

氯化银参比电极基于氯化银的沉淀-溶解平衡和电化学反应工作。电极表面的银（Ag）与氯化银（AgCl）参与反应：

AgCl+e??Ag+Cl?

在特定温度和氯离子浓度下，反应达到平衡，产生稳定的电位。

能斯特方程的应用

电极电位（E）与氯离子活度（a?）的关系由能斯特方程描述：

E=E0?nFRT?lnaCl??

其中：

E0?为标准电极电位；

R?为气体常数；

T?为绝对温度；

n?为电子转移数（n=1）；

F?为法拉第常数。

在氯离子浓度稳定时，电极电位保持恒定。

双电层与电位稳定性

氯化银参比电极在海水中存在两个相界面（Ag-AgCl-Cl?），电极表面的Ag和AgCl分别作为阳极和阴极参与反应并趋于平衡。微量电流通过电极界面时，氯离子浓度控制的双电层可能被破坏，但通过重新建立平衡，导差电位保持稳定。极差电位及其稳定性由电极表面的双电层决定，而两电极表面的成分组成及形貌组织决定了双电层的分布。

耐压设计的原理

耐压型氯化银参比电极采用高强度材料（如钛合金、特种塑料）制成外壳，可承受深海高压。通过半透膜或微孔结构隔离外部介质，防止高压直接作用于电极内部，同时允许氯离子扩散以维持电位稳定。