第二类电极是由金属基底、难溶性化合物(如盐类或氧化物)以及与化合物对应的离子溶液共同构成的多相体系。其核心特征是通过溶液中的特定阴离子间接建立电荷平衡关系,例如AgCl电极的还原反应可表示为$ ext{AgCl} + e^-
ightarrow ext{Ag} + ext{Cl}^-$。这类电极具有高度可逆性,在电化学测量中常被用作参比电极,典型代表包括
甘汞电极(Cl-|Hg2Cl2(s)|Hg)和
氧化汞电极(OH-|HgO(s)|Hg)-|AgCl(s)|Ag。
第二类电极包含三个物相和两个相界面:金属导体与难溶化合物之间形成固-固界面,难溶化合物与离子溶液之间构成固-液界面。以AgCl电极为例,其结构由金属银基底、覆盖层AgCl晶体及含Cl-的电解质溶液组成。这种多界面结构使得电极电势稳定,仅取决于溶液中对应离子的活度。
电极反应涉及难溶化合物的溶解-沉淀平衡与金属的氧化还原过程。以AgCl电极为例,其电极反应包含两个耦合步骤:
总反应式可表示为$ ext{AgCl} + e^-
ightarrow ext{Ag} + ext{Cl}^-$,该过程受Cl-浓度控制。电极电势遵循
能斯特方程,与溶液中Cl-活度的对数呈线性关系。