Класификацията на електродите се извършва според естеството на окислителите и редуциращите агенти, които участват
Обща и неорганична химия
Класификацията на електродите се основава на естеството на окислителите и редуциращите агенти, участващи в електродния процес. Електрод от 1-ви вид е метал (или неметал), потопен в електролит, съдържащ йони на същия елемент. Електродният метал е редуцирана форма на вещество, а окислената му форма е прости или сложни йони на същия метал. Например за системата Cu Cu2+ + 2e, където e е електрон, редуцираната форма е Cu, а окислената форма е Cu2+ йони.Уравнението за електродния потенциал E, съответстващ на такъв електроден процес на Нернст, има формата:
където E ° - стандартен потенциал при t-re T; термодинамична активност на Cu2+ йони; F - константа на Фарадей, R - газова константа, Електродите от 1-ви вид включват амалгамни електроди, тъй като за тях редуцираната форма е метална амалгама, а окислената форма е йони от същия метал. Например за талиева амалгама се установява равновесие: Tl+ + e(Hg) Tl(Hg). В такава система концентрациите както на окислената, така и на редуцираната форма могат да се променят, така че уравнението на Нернст има формата:
където atl е термодинамичната активност на талия в амалгамата.
Електроди от 2-ри вид - система от метал М, покрита със слой от собствена слабо разтворима сол или оксид и потопена в разтвор, съдържащ аниони на тази сол (за оксид - OH- йони). Окислената форма е сол, а редуцираната форма е представена от метала М и аниона Az-: където е зарядното число на йона. В системата се установява равновесие между М атоми и аз-аниони в разтвора, което включва две "частични" равновесия: между метала и солевия катион и между солевия анион в неговата твърда фаза и аниона в разтвора. Такива електроди се наричат анионни обратими.
Уравнението на Нернст има формата:
Електродите от 2-ри вид включват много референтни електроди, например каломел, сребърен хлорид, живачен оксид.
Електроди от 3-ти вид - системи от метал в контакт с две слабо разтворими соли. В резултат на електрохимична реакция на електрода по-малко разтворимата сол се превръща в по-разтворима, а потенциалът на електрода се определя от термодинамичната активност на катионите на по-разтворимата сол. И така, в системата Рb2+ РbС12, AgCl, Ag протича процес
Електродният метал може да не участва в реакциите, а да служи само като електронен предавател от редуцираната форма на веществото към окислената; такива електроди се наричат редокс или редокс електроди. Например, платинов електрод в разтвор, съдържащ [Fe(CN)6]4- и [Fe(CN)6]3- йони, прехвърля електрони между тези йони като предавател (медиатор). Сред редокс електродите се разграничават газови електроди, състоящи се от химически инертен метал (обикновено Pt), към който се подава електрохимично активен газ (например H2 или Cl2). Газовите молекули се адсорбират върху металната повърхност, разлагайки се на адсорбирани атоми, които участват пряко в преноса на електрони през фазовата граница. Най-разпространени са водородните електроди, на чиято повърхност се образуват адсорбирани Nads атоми и се установява равновесие: H2 2Nads 2H+ + 2e. разл. видовете електроди могат да се комбинират в рамките на така наречената концепция за електронно равновесие на границата метал-електролит, според която всеки равновесен електроден потенциал съответства на определена термодинамична активност на електроните в електролита.
електродите се наричат идеално поляризуеми, ако поради термодинамични или кинетични причини преходътелектрони през интерфейса е невъзможно. При промяна на потенциала на такъв електрод се променя само структурата на двойния електрически слой, което е придружено от протичане на заряден ток, който пада до нула, когато пренареждането на двойния електрически слой приключи. За неполяризиращи се или обратими електроди преходът на електрони през фазовата граница, напротив, не се възпрепятства и когато токът преминава през такива електроди, неговият потенциал остава практически непроменен.
Според функциите в електрохимичната система електродите се делят на работни, спомагателни и референтни електроди. Работният електрод е този, върху който протича изследваният електрохимичен процес. Спомагателният електрод (или противоелектрод) дава възможност за преминаване на ток през електрохимичната клетка, а референтните електроди позволяват измерване на потенциала на работния електрод.повърхността на електродите и възможността за разтваряне на освободените метали в материала на електрода.
На практика електродите се класифицират според химическата природа на материала (метални, неметални, оксидни, електроди от съединения с ковалентна връзка, въглероден графит и др.), форма (сферични, плоски, цилиндрични, дискови и др.), условия на работа (стационарни, въртящи се и др.), размер (микро- и ултрамикроелектроди), порьозност, хидрофилност, участие на електродния материал в електродния процес (консумативи). и неконсумативни управляеми) и други знаци.Използването на падащ живачен електрод е в основата на полярографията. Въртящият се дисков електрод представлява интерес като система, за която има строго решение на кинетичния проблем на дифузията. Каталитично активните и силно устойчиви на корозия оксидни рутениево-титаниеви аноди (ORTA) трябва да бъдат приписани на особено важни практически електроди, чието използване революционизира най-мащабното електрохимично производство - електролитното производство на хлор и основи.
Модификацията на електродите, която е широко разпространена в електрокатализата, производството на химически източници на ток, електрохимични сензори и др., Се основава както на физически (йонна имплантация, повърхностно разхлабване, нарастване на монокристални повърхности, създаване на монокристални структури, физическа адсорбция на йони и молекули и др.), така и на химични методи. По-специално, химически модифицираните електроди са проводим или полупроводников материал, покрит с мономолекулни (включително субатомни), полимолекулни, йонни, полимерни слоеве, в резултат на което електродите проявяват химични, електрохимични и/или оптични свойства на слоя. Химическата модификация се постига чрез хемосорбция на йони и молекули върху повърхността на електрода, ковалентно свързване на различни агенти с повърхностни атомни групи, повърхностно покритие с органични, органометални или неорганични полимерни слоеве, създаване на композити от електроден материал и модифициращо вещество.