便携式阴极保护用测试硫酸铜电极,即饱和硫酸铜参比电极(Cu/CuSO₄),是基于铜与饱和硫酸铜溶液氧化还原反应的电化学装置,常用于阴极保护电位的日常检测。以下是其相关介绍:
结构组成:
电极芯:通常采用纯度大于 99.9% 的纯紫铜棒,表面打磨光滑,以保证良好的电化学性能。
多孔塞:常见的有陶瓷塞和木纤维塞。陶瓷塞液接电位稳定、扩散速率适中,耐化学腐蚀性强,适用于苛刻或长期监测环境;木纤维塞扩散快、阻抗低,但易污染堵塞,适用于清洁短时测量。
电解液:由分析纯 CuSO₄・5H₂O 与蒸馏水 / 去离子水配制而成的饱和硫酸铜溶液,容器内还会填充有硫酸铜晶体,通过渗透膜维持溶液浓度平衡。
外壳:多采用抗冲击的 ABS 或 PP 材质,具有良好的密封性,可杜绝泄漏或干涸情况的发生。
工作原理:基于电化学中的能斯特方程,当电极插入土壤或水中时,其内部饱和硫酸铜溶液中的铜离子(Cu²⁺)与外部介质中的离子通过多孔陶瓷发生交换,铜离子(Cu²⁺)在铜棒表面得到或失去电子,形成稳定的电极电位。在 25℃时,饱和硫酸铜参比电极的标准电极电位约为 + 0.316V(相对于标准氢电极,SHE)。
性能特点:
携带方便:电极体积小,腔体由透明有机玻璃或 ABS 管构成,便于观察内部硫酸铜溶液的饱和度,且结构牢固,可置于衣袋中携带。
电位稳定:电极不易极化,能为阴极保护系统提供稳定的电位参考,确保测量结果的准确性。
使用寿命长:电极帽与电极腔体用螺口连接,灌装溶液方便,一次灌液可使用一年以上。
应用场景:主要用于测定地下金属管道的自然电位及阴极保护电位,测定土壤中的杂散电流,也可用于测定电缆金属护套及混凝土中钢筋的电位。还可埋设在需要监测而又不能进入的位置,如大型容器底中心位置、地下燃料库与化学贮罐之间不能接近的位置等。