分析方法答案汇总最终.docx

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分析方法答案汇总最终

紫外光谱，荧光光谱在材料研究中的应用

1、分子内的电子跃迁有哪几种，吸收最强的跃迁是什么跃迁？

电子类型：

形成单键的σ电子；形成双键的π电子；未成对的孤对电子n电子。

轨道类型：

成键轨道σ、π；反键轨道σ*、π*；非键轨道n。

1σ-σ*跃迁

它需要的能量较高，一般发生在真空紫外光区。

在200nm左右，其特征是摩尔吸光系数大，一般εmax≥104，为强吸收带。

饱和烃中的—C—C—键属于这类跃迁，如乙烯（蒸气）的最大吸收波长max为162nm。

2n-σ*跃迁

实现这类跃迁所需要的能量较高，其吸收光谱落于远紫外光区和近紫外光区

3π→π*跃迁

●π电子跃迁到反键π*轨道所产生的跃迁，这类跃迁所需能量比σ→σ*跃迁小，若无共轭，与n→σ*跃迁差不多。

200nm左右。

●吸收强度大，ε在104~105范围内，强吸收

●若有共轭体系，波长向长波方向移动，相当于200~700nm

●含不饱和键的化合物发生π→π*跃迁

●C=O,C=C,C≡C

4n→π*

●n电子跃迁到反键π*轨道所产生的跃迁，这类跃迁所需能量较小，吸收峰在200~400nm左右

●吸收强度小，ε＜102，弱吸收

●含杂原子的双键不饱和有机化合物

⏹C=SO=N--N=N-

●n→π*跃迁比π→π*跃迁所需能量小,吸收波长长

吸收最强的跃迁是：

π→π*跃迁

2、紫外可见吸收光谱在胶体的研究中有重要作用，请举出三个例子来说明，并结合散射现象来讨论二氧化钛胶体和粉末漫反射光谱的差异。

举例：

1）、胶体的稳定性，尤其是稀释后的稳定性；

2）、胶粒对可见光的散射；

3）、测定消光（包括吸收、散射、漫反射等对光强度造成的损失）

稀释条件下，胶粒尺寸小于光波长的1/20，瑞利散射可忽略。

4）、估算晶粒的大小。

5）、尺寸效应，会发生吸收边的蓝移或是红移，可以用来测定像是CdS

和CdSe的量子点。

（老师上课讲的三个例子是：

①胶体的稳定性

②胶粒大小

③量子尺寸效应（晶粒大小））

差异：

当测定二氧化钛的溶胶时，按晶粒尺寸的不同，分为两种情况：

1）当胶体很小，d＜λ/20时，瑞利散射可以忽略，吸收光谱与粉末的漫反射光谱接近。

2）当胶体较大，d＞λ/20时，散射就会十分明显，在可见光区有吸收，这样获得是一个消光光谱，而不是吸收光谱，无法测得λonset。

用积分球测试粉末漫反射光谱可以克服上述缺点，得到一个较好的吸收光谱。

3.什么是荧光、磷光、光致发光和化学发光？

对应的英文名称分别是什么？

荧光（Fluorescence）：

从激发态的最低振动能级返回到基态，不通过内部转换而是光辐射失活，则称为荧光。

由于一部分能量通过振动能级变化以热能形式放出，所以发射光的波长比吸收光的波长长。

磷光（Phosphorescence）：

在不同多重态之间发生的无辐射跃迁过程称为系间窜跃。

由从激发态的多重态经过振动弛豫到低振动能级，再返回到基态的光辐射跃迁称为磷光。

光致发光（Photoluminescence,PL）：

是物质吸收光能后发射冷光的现象，称为光致发光。

化学发光（Chemiluminescence）：

利用化学能源如化学反应得到激发态分子，它在跃迁到基态时产生的发光现象称为化学发光。

（1）分子内的电子跃迁有哪几种[n**]，吸收最强的跃迁是什么跃迁？

•→*,n→*,→*,n→*

•→*跃迁,在104~105范围。

（2）紫外可见吸收光谱在胶体的研究中有重要作用，请举出三个例子来说明，并结合散射现象来讨论二氧化钛胶体和粉末漫反射光谱的差异。

•1、胶体的稳定性，尤其是稀释后的稳定性；

•2、胶粒粒径的大小；

•3、尺寸效应，晶粒小，吸收光谱蓝移；

消光（包括吸收、散射、漫反射等对光强度造成的损失）

稀释条件下，胶粒尺寸小于光波长的1/20，瑞利散射可忽略。

与溶液光谱是不同的，多数情况下有散射引起的非本征吸收。

•二氧化钛粉末无散射，胶体有散射，波长越短，散射越强。

（3）什么是荧光、磷光、光致发光和化学发光？

对应的英文名称分别是什么？

荧光（Fluorescence）:

从激发态的最低振动能级返回到基态，不通过内部转换而是光辐射失活，则称为荧光。

由于一部分能量通过振动能级变化以热能形式放出，所以发射光的波长比吸收光的波长长。

磷光（Phosphorescence）：

在不同多重态之间发生的无辐射跃迁过程称为系间窜跃。

由从激发态的多重态返回到基态的光辐射跃迁称为磷光。

光致发光（Photoluminescence,PL）:

是物质吸收光能后发射冷光的现象，称为光致发光。

化学发光（Chemiluminescence）:

利用化学能源如化学反应得到激发态分子，它在跃迁到基态时产生的发光现象称为化学发光。

（4）荧光光谱的液体样品池与紫外可见吸收光谱的比色皿有何异同点？

结合光的吸收、透射、散射、测定时仪器光源的角度来讨论。

样品池的材料：

与紫外-可见分光光度计的吸收池一样

吸收池的形状：

紫外-可见分光光度计的吸收池两面透光，荧光分光光度计的样品池四面透光。

（5）粉末样品的漫反射光谱（或吸收光谱）如何准确测定？

全消光纤维的反射率如何测定?

1、压片，用专用样品槽；

2、样品的数量，能装满槽最好；

3、一定要压实，否则垂直放置时容易洒落；

4、与参比（BaSO4）做比较。

需要积分球，将样品放置于粉末晶的位置，测光透过率。

反射率越高（透过率约低）、不同波长的可见光下反射率相差越小（不随波长而改变），消光效果越好。

拉曼光谱分析与材料分析

1.拉曼光谱与红外光谱的本质区别是什么？

红外光谱是分子对红外光谱的吸收所产生的光谱，与分子的偶极距是否发生变化有关；而拉曼光谱是分子对可见光的散射所产生的光谱，与分子的极化率是否变化有关。

2.为什么拉曼光谱技术通常只检测stokes线？

反stokes线可以提供什么信息？

根据波尔滋曼理论，在室温下，分子绝大多数处于振动能级基态，由于振动能级间距还是比较大的，因此，stokes线的强度远远大于anti-stokes线。

所以拉曼光谱通常只测stokes线。

反stokes线可以提供与stokes线一样的信息（即由拉曼频率可得物质的组成，拉曼峰位的变化可得张力/应力，拉曼偏振可得晶体对称性和取向，拉曼峰宽可得晶体质量，拉曼峰强度可得物质总量），不同的是它的强度较低。

（这里需问老师！

）

3.与红外光谱相比，拉曼光谱的优越性有什么？

1）适于分子骨架的测定，提供快速、简单、可重复、无损伤的定性定量分析，并且无需样品准备；

2）不受水的干扰；

3）拉曼一次可以覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析；

4）拉曼光谱的重叠带较少见到，谱峰清晰尖锐；

5）使用激光作为光源，易于测定微量样品；

6）共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动，能被增强10^3到10^4倍。

4、拉曼与荧光光谱

荧光光谱：

在辐射能激发出的荧光辐射强度进行定量分析的发射光谱分析方法。

物体经过较短波长的光照，把能量储存起来，然后缓慢放出较长波长的光，放出的这种光就叫荧光。

如果把荧光的能量--波长关系图作出来，那么这个关系图就是荧光光谱。

拉曼光谱：

光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射.弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分,非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分,统称为拉曼效应。

简言之：

拉曼就是光散射后发生的频率改变。

荧光则是分子吸收能量再由于碰撞释放能量产生的。

在拉曼光谱中，荧光干扰表现为一个典型的倾斜宽背景。

因此，荧光对定量的影响主要为基线的偏离和信噪比下降，荧光的波长和强度取决于荧光物质的种类和浓度。

与拉曼散射相比，荧光通常是一种量子效率更高的过程，甚至很少量不纯物质的荧光也可以导致显著的拉曼信号降低。

使用更长的波长例如785nm或1064nm的激发光可使荧光显著减弱。

然而，拉曼信号的强度与λ-4成比例，λ是激发波长。

通过平衡荧光干扰、信号强度和检测器响应可获得最佳信噪比。

测量前将样品用激光照射一定时间，固态物质的荧光也可得以减弱。

这个过程被称为光致漂白，是通过降解高吸收物质来实现的。

光致漂白作用在液体中并不明显，可能是由于液体样品流动性，或荧光物质不是痕量。

5、如何提高拉曼光谱技术的检测灵敏度？

利用激光共振或表面增强拉曼技术就可以大大加强拉曼光谱的灵敏度。

核磁共振与材料分析

1． 核磁共振产生的基本条件是什么？

为什么12C没有核磁共振信号？

 产生共振信号的基本条件：

1）磁性核（自旋量子数I≠0）；

2）静磁场（使核能级分裂）；

3）与原子核能级裂分匹配的射频。

12C的质量数和原子序数均为偶数，自旋量子数I=0，所以不能产生核磁共振。

2． 解释化学位移的含义和表示方法。

含义：

一般地，把分子中同类磁核，因化学环境不同而产生的共振频率的变化量，称为化学位移。

表示方法：

δ＝νS-νR/νR×10＾6（这个公式在邮件里写有点儿纠结，大家可以到PPT里参考）

用频率表示的化学位移与静磁场强度成正比；

用ppm表面的化学位移与静磁场强度无关。

3． 在1H-NMR谱中，化学位移较大的磁核之间的偶合的一般规则是什么？

化学位移较大的磁核之间满足△ν/J>10，其偶合的一般规则是（2nI+1）规则：

相邻质子相互偶合产生的多重峰，其峰数目等于相邻偶合质子的数目2nI+1。

对于氢核和自旋数I=1/2的核，即符合（n+1）规则。

4． 从溶液1HNMR谱能得到哪些信息？

1） 从吸收峰的组数判断分子中的氢的种类；

2） 从化学位移判断分子中基团的类型；

3） 从峰的积分面积计算不同基团中氢的相对数目；

4） 从偶合裂分个数和偶合常数判断各基团的连接关系。

（1）化学位移值（δ）：

确认氢原子所处的化学环境，即属于何种基团。

（2）谱峰裂分数和偶合常数（J）：

推断相邻氢原子的关系与结构。

（3）谱峰面积：

确定分子中各类氢原子的数量比。

第一题括号里的部分供大家理解参考，第二题表示方法可能写公式就可以了。

核磁共振实验确定分子链中不同种类的碳

可根据化合物的结构，选择测得其中的一种或几种DEPT碳谱，并结合质子宽带去偶谱来确定分子中各碳原子的级数。

DEPT45：

季碳不出峰，其余的CH3、CH2和CH都出峰，并皆为正峰；

DEPT90：

除CH出正峰外，其余的碳均不出峰；

DEPT135：

CH3和CH出正峰，CH2出负峰，季碳不出峰。

列举5个核磁共振波谱分析法在材料科学研究中的应用方向

1、测定聚合物的分子量

2、共聚物的组成分析

3、无规共聚物序列结构分布分析

4、聚合物立构规整度及其序列结构的分析

5、聚合物的共混物组成分析

6、研究聚合反应分析聚合物纳米粒子的结构形态

7、分析聚合物的结晶反应

8.解释CP/MAS/DD方法中CP、MAS、DD的含义，为什么利用CP/MAS/DD方法能够达到高分辨的目的？

CP/MAS/DD方法的优点和缺点是什么？

1）CP：

（cross-polarisation）交叉极化；MAS：

魔角旋转（magic-anglespinning）；DD：

（dipolardecoupling）偶极去偶

2）利用CP/MAS/DD方法能够达到高分辨的目的的原因：

CP通过Hastman-Hahn效应，在合适的时机采样，可以提高检测灵敏度；MAS使固体样品绕外磁场以54.7°高速旋转，使得固体样品的化学位移的非均一性得到平均化，从而使峰变窄，提高分辨率；（或答：

MAS消除了13C化学位移各向异性及残余的异核偶极增宽（这是PPT上的），窄化了谱线，）；高功率的质子偶极去偶用来消除1H-X（X=13C、19F、29Si）的偶极作用。

3）优点：

对13C、29Si等自然丰度较低，磁旋比小的元素，可通过CP/MAS/DD法强化检测灵敏度，得到高信噪比、高分辨率的波谱。

缺点：

CP的缺点：

谱图一般不具有定量价值（不好意思，它的缺点我没找到）

核磁第8题的缺点就是CP的缺点

关于核磁第8题的缺点答案，只需要答谱图一般不具有定量价值即可

红外光谱分析与材料研究

1.红外光谱图可以分成哪几个区？

各区吸收峰能分析哪些主要基团？

红外光谱分析有哪些主要制样方法？

红外光谱图可以分成两个大区，4个小区。

两个大区：

官能团特征频率区4000~1500cm-1和指纹区1500~400cm-1。

4个小区：

氢键区4000~2500cm-1，主要分析C－H、O－H、N－H的伸缩振动（1分）

叁键区：

2500~2000cm-1,主要分析C≡C、C≡N的伸缩振动（1分）

双键区：

2000~1500cm-1，主要分析C＝C、C＝O、苯的伸缩振动（1分）

单键区：

1500~400cm-1，主要分析C－C、C－O、C－N的伸缩振动；C－H、O－H、N－H的弯曲振动（1分）

主要制样方法：

压片法（适用于能磨成粉的样品）

涂膜法（适用于能溶解的样品）

溶液法（适用于能溶解的样品）

薄膜法（溶液成膜，热压成膜，超薄切片）

全反射法（适用于橡胶、表面涂层、薄膜等样品）

2.红外光谱的测定原理是什么？

利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。

将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。

每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。

红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。

当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。

分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。

分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。

但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。

所以分子的红外光谱属带状光谱。

分子越大，红外谱带也越多。

TEM与SEM研究材料的微观结构

材料的力学性能与服役性能

1.叙述变形在材料加工和使用过程中给我们带来哪些益处和问题？

大多数工件在工作或加工过程中都要承受外力或负载的作用。

在外力作用下，材料会产生弹性变形，塑性变形，甚至断裂。

一般来说，金属材料具有良好的强度和塑性，但耐腐蚀性较差；高分子材料具有重量轻、抗腐蚀等优点，但它们强度不高，还会发生老化现象；陶瓷材料有很高的硬度，高的耐磨性和抗腐蚀性，但脆性大不易加工成形。

益处：

材料正是因为能够发生形变，才使得我们能够对材料进行加工成型和改性，并且通过赋予材料一定的用途，制成我们需要的产品。

在力学性能上，不同的材料有不同的优势和劣势，在使用和加工过程中只有充分了解其变形的特点和机理，才能有效利用其优点，改善其不足。

问题：

材料变形限制了自身的使用期限，也会使其力学性能受到一定程度的影响。

生活中我们常常见到材料的变形情况，如低碳钢等金属的上下屈服点现象和应变失效现象，高温下的紧固零件，其内部的弹性预紧应力随时间衰减，会造成密封泄漏或松脱事故等，给人们的生活带来不便甚至威胁人类生命。

一般来讲，特别是塑料或者压敏胶，材料加工要蠕变好（流动性好），而材料应用则需蠕变差（材料稳定，蠕变意味着材料发生变化）。

避免蠕变，就是想方法让材料稳定，如提高弹性让临界应力大，添加抗氧剂让耐老化性能好，分子结构稳定。

2.材料的强化方法有哪些？

举出一种金属、陶瓷和高分子三种材料通用的强化方法。

答：

材料的强化方法有固溶强化，沉淀强化，分散强化，热处理强化、结晶强化，形变强化，相变强化，纤维强化，综合强化等。

实际生产上，强化金属材料大多同时采用几种强化方法综合强化，以充分发挥强化能力。

对工程材料来说，一般是通过综合的强化效应以达到较好的综合性能,这些方法往往是共存的。

其中形变强化是对金属、陶瓷和高分子三种材料通用的强化方法，它的实质是塑性变形消除了部分容易运动的位错，再塑性变形需要更大的力驱使更难运动的位错开始运动。

3.MSP小样品试验法可以测试哪些力学性能？

请列举出3种。

MSP强度（屈服和断裂）、弹性模量、疲劳强度及剩余寿命。

（常温）

MSP高温强度、韧脆转变温度和蠕变性能参数。

（高温）

力电耦合场下的断裂强度、疲劳强度。

（电场）

流体的流变性能

1、简述流变体的分类，写出其应力应变关系？

a.胡克体：

（普弹体，k为弹性系数）

b.高弹体（熵弹体）：

（n为交联密度，R为气体常数，T为绝对温度，λ为拉伸比）

c.粘弹体：

Maxwell模型：

，其中

开尔文体：

r（t）=r0[1-exp（-1/λ）]

广义Maxwell模型

d.牛顿流体：

η为剪切粘度

e.非牛顿流体：

（n为非牛顿指数；n=1牛顿流体，n＞1切力增稠流体，n＜1切力变稀流体）

f.欧几里德刚体：

粘度趋于无限大，在外力作用下不发生任何形变。

（绝对刚体）

g.帕斯卡液体：

粘度趋近于零。

（超流体）

2、简述高聚物流体的流变特性？

高粘度和粘度形变速率依赖性－切力变稀

存在法向应力效应—爬杆效应

存在应力松弛现象—挤出胀大

存在拉伸粘度及可纺性

3、简述影响高聚物流动特性的主要因素？

a.剪切速率的影响：

切力变稀

b.分子量的影响：

零切粘度ηo与分子量M成正比

lgηo=lgMw+lgA，当达到Mcr（临界分子质量）时，满足式：

lgηo=3.4lgMw+lgB，这与分子链的缠结、缔合有关。

c.分子量分布的影响

流动比FR越大，分子量分布越宽。

（流动比：

低剪切速率下的ηa/高剪切率下的ηa）

d.温度的影响

室温等效关系WLF方程：

lgaT=-17.44（T-Tg）/51.6+（T-Tg）

DSC和DMA在材料分析中的应用

1、简述差示扫描量热法（DSC）的原理，列举DSC在材料研究中的应用，玻璃化转变温度如何获得？

示差扫描量热法（DSC）指在相同的程控温度变化下，用补偿器测量样品与参比物之间的温差保持为零所需热量对温度T的依赖关系，它在定量分析方面的性能明显优于DTA。

DSC谱图的的纵坐标为单位质量的功率（mW/g）。

示差热分析利用了装置在试样和参比物下面的两组补偿加热丝，当试样在加热过程中由于热反应而出现温度差△T时，通过差热放大和差动热量补偿使流入补偿丝的电流发生变化。

当试样吸热时，补偿使试样一边的电流（Is）立即增大；反之，在试样放热时则是参比物一边的电流增大，直至两边热量平衡，温度△T差消失为止。

试样在热反应时发生的热量变化，由于及时输入电功率而得到补偿，补偿的功率则反应了对应转变发生的程度，能定量表达。

应用：

聚合物的玻璃化转变及共混相容性的研究

聚合物和小分子化合物结晶和熔融行为

氢键相互作用及凝胶转变温度

聚合物的结晶温度、结晶度

结晶动力学分析

玻璃化转变受样品聚集态结构的影响，表现在转变温度的高低和转变锋的强弱（明显或不明显）。

DSC具体指，当温度逐渐升高，通过高分子聚合物的玻璃化转变温度时，DSC曲线上的基线向吸热方向移动。

假设A点是开始偏离基线的点。

将转变前后的基线延长，两线之间的垂直距离为阶差ΔJ，在ΔJ/2处可以找到C点，从C点作切线与前基线相交于B点，B点所对应的温度值即为玻璃化转变温度Tg。

2、DSC测试对样品的要求？

影响测试结果的因素有哪些？

因为样品尺寸是测试结果的影响因素，所以样品的粒度要尽可能小且均匀（块状样品传热慢），样品量为5—15mg。

影响因素：

（1）样品量

样品量少使峰尖锐，分辨率高；样品多则造成峰大而宽，相邻峰发生重叠，峰位向高温漂移。

在仪器灵敏度许可的情况下，样品尽可能少，5～15mg。

但考虑测定Tg转变时热容变化小，样品可适当多一些。

（2）升温速率

升温速率过快，使转变温度向高温移动，造成数据偏向高温；升温速率过慢降低测试效率，这又造成高聚物链的热转变和松弛缓慢而使热转变不太明显，特别是玻璃化转变。

通常是10℃/min的升温速率。

（3）试样尺寸

样品的粘度对表面反应或受扩散控制的反应影响较大，粘度小使峰移向低温。

因此最好剪碎样品。

（4）样品中的水分子及小分子

样品中残留的水份及小分子有利于高聚物分子链的松弛，使测定的Tg偏低。

（5）气氛

可以是静态或动态的，可以是参加反应的。

通常采用30ml/min的氮气流，避免样品的热氧化。

4、从DMA图谱如何体现共混物的相容性？

DMA损耗峰的宽窄和强度表示相态结构的什么特点？

共混物不相容：

存在两个Tg，各组分的Tg保持不变；

部分相容：

存在两个Tg，组分中较低Tg想高温移动，原来较高Tg向低温移动；

完全相容：

只有一个Tg。

DMA损耗峰窄：

表示结晶区与无定形区的无过渡边界明显；

DMA损耗峰宽：

表示结晶区与无定形区有过渡区域，边界不明显。

材料的电性能（导电，介电）

1四探针法测电导率的原理？

精简版：

原理如图

恒流源给探针1、4通以小电流I，探针2、3上用高输入阻抗的数字电压表测量电压V23。

然后根据理论公式计算出样品电阻率（左图）。

计算过程如下：

距离探针r处电流密度为J=

（中图）

由微分欧姆定律J=E/ρ

可得距离探针r处的电场强度E为：

E=ρJ

；

由于E=－dV/dr，且r→∞时，V→0，则在距离探针r处的电势V为

半导体内各点的电势应为四探针在该点形成的电势的矢量和（右图）。

推导得：

其中

，C为探针系数，单位为cm。

r12、r24、r13、r34分别为相应探针间的距离。

若四探针在同一平面的同一直线上，其间距分别为S1、S2、S3，且S1=S2=S3=S时，则

这就是常见的直流等间距四探针法测电阻率的公式。

2测量液体电介质介电常数的原理?

频率法：

测试装置示意图如下；

所用电极为两个电容量不等、并联在一起的空气电容，电极在空气中电容分别为C01和C02，通过一个开关与测试仪器相连，可分别接入电路中。

介电常数测试仪内部的电感L和被测试电容C构成LC振荡回路。

振荡频率为

其中C0为电容器两极板为空气介质时的电容；C分为测量引线及测量系统等引起的分布电容之和；电感L一定，k为常数，频率仅随电容C的变化而变化；当电极在空气中分别接入电容C01，C02，相应振荡频率为f01，f02；有：

则有：

电极在液体中时，相应有

得液体介电常数：

3．电化学测试中，3电极体系是什么？

它和2电极体系的区别？

如何将3电极体系变成2电极？

3电极指工作电极、参比电极、辅助电极。

工作电极：

又称研究电极，研究反应在该电极上发生；

参比电极：

指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，为测量过程提供一个稳定的电极电位。

该电极上基本无电流通过，用于测定工作电极（相对于参比电极）的电极电势；

辅助电极：

又称对电极，与工作电极构成回路，使工作电极电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生，但必须无任何方式限制电池观测的响应。

与2电极区别：

2电极体系只有工作电极和辅助电极，无参比电极（或参比电极与辅助电极是一个电极）。

电化学装置在工作的时候，会产生电化学极化和浓差极化，3电极体系因为参比电极的作用能够精确的控制电势差，减少误差。

另外，2电极法操作