旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極是一種重要的電化學(xué)分析儀器，常被用于測量液體溶液中各種離子和分子的濃度，以及研究電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)等方面。它由一個旋轉(zhuǎn)的圓盤和多個電極組成，每個電極都與特定的物質(zhì)反應(yīng)，并產(chǎn)生電流信號。
一、原理
旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極利用了三個基本原理：菲克第一定律、雜波電位削弱效應(yīng)和固定相電化學(xué)分析法。根據(jù)菲克第一定律，當(dāng)在環(huán)盤電極周圍施加電勢時，離子或分子將在電勢梯度作用下向電極表面擴(kuò)散。同時，由于電極表面上可能存在的不同反應(yīng)，會導(dǎo)致在電極表面上形成電流信號。這些信號可以用來計算樣品中特定物質(zhì)的濃度。然而，常規(guī)電化學(xué)實驗中容易出現(xiàn)雜波電位，即電位信號來自于除目標(biāo)物質(zhì)之外的其他電活性物質(zhì)。為了解決這個問題，它引入了雜波電位削弱效應(yīng)，利用旋轉(zhuǎn)的圓盤將雜波電位分散在不同時間和空間上。最后，固定相電化學(xué)分析法通常被用于控制電化學(xué)反應(yīng)的速率，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。
二、結(jié)構(gòu)
通常由三個基本部分組成：旋轉(zhuǎn)圓盤、電極和電動機(jī)。旋轉(zhuǎn)圓盤是由導(dǎo)電材料制成的圓形盤狀物體，通常用金屬或碳材料制成。電極則是與特定物質(zhì)反應(yīng)的電極，通常有多個電極。在一般的電化學(xué)實驗中，常見的電極包括參比電極、工作電極和計時電極。參比電極一般用來穩(wěn)定電勢，工作電極則用來產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，而計時電極則用來測量時間。電動機(jī)則可調(diào)整旋轉(zhuǎn)圓盤的轉(zhuǎn)速，以便進(jìn)行更精確和可重復(fù)的實驗。同時，根據(jù)所需測量的物質(zhì)種類和實驗條件，旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極的具體結(jié)構(gòu)也可能有所不同。
三、應(yīng)用
被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)分析和基礎(chǔ)研究中，可以用于測量溶液中離子和分子的濃度、研究電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)、評估腐蝕性、檢測毒物等。其中，旋轉(zhuǎn)盤電極常用于研究液體中微量成分的分析和監(jiān)測。例如，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，可以利用旋轉(zhuǎn)環(huán)盤電極來檢測水體中的重金屬污染物質(zhì)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，也被用來研究人體內(nèi)的生理或病理過程中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。