铁的极化曲线的测定
铁的极化和钝化实验详细步骤及数据处理
实验13 铁的极化和钝化曲线的测定一、极化曲线1. 详细的实验步骤(1) 将电解液倒入三电极电解池指定的刻度，将工作电极(铁电极)、辅助电极(铂电极)以及参比电极(饱和甘汞电极)置于三电极电解池相应的玻璃管中并与电化学工作站相连(三个电极一一对应)。
(2) 打开电化学工作站开关，双击电脑桌面的文件夹” set660c”，双击应用程序“chi660c”进入电化学工作站专用软件。
(3) 单击工具栏中“T”按钮，选择” Tafel Plot”，点击”ok”进入极化曲线参数设置对话框，手动输入参数如下图所示：点击“ok”，再单击工具栏中“►”按钮即开始测定极化曲线。
测试完毕后要存盘，“File”-“Save as”，选择要存盘的地址并输入文件名如“04110711-2-Na”即可，文件格式为系统定义的格式(BIN文件)，为了能用于撰写实验报告要先转化为txt格式并导入到origin7.5中作图。
在文件打开的情况下运行“File”-“Convert to text”，并使用相同的文件名存在相同的目录下即可。
(4) 先测定铁电极在中性水溶液中的极化曲线，数据存盘后用直尺测量铁电极没入电解液的高度(其宽度为1cm)，从而求得其面积(用于计算自腐蚀电流密度)。
将铁电极用金相砂纸打磨备用。
将溶液换为1mol/LH2SO4溶液，重复上述步骤得到铁电极在1mol/LH2SO4溶液中的极化曲线，文件名可命名为“04110711-2-H”。
2.数据处理及报告撰写2.1 在origin 7.5中将铁电极在两个不同电解液中的极化曲线放在同一坐标内具体操作如下：先运行origin 7.5，执行如下命令：“File”-“Import”-“Simple Single ACSII”，在弹出的对话框中定位到已经换化好的文本文件(如04110711-2-Na)，在显示器上你将看到：然后运行“File”-“Save Project as (或在汉化版中选择“保存工程为”)”，选择相应的目录，将文件名命名为“04110711-2-Na”备用，按上述方法建立另外一个文件“04110711-2-H”，备用。
铁的极化和钝化实验详细步骤及数据处理
实验13 铁的极化和钝化曲线的测定一、极化曲线1. 详细的实验步骤(1) 将电解液倒入三电极电解池指定的刻度，将工作电极(铁电极)、辅助电极(铂电极)以及参比电极(饱和甘汞电极)置于三电极电解池相应的玻璃管中并与电化学工作站相连(三个电极一一对应)。
(2) 打开电化学工作站开关，双击电脑桌面的文件夹” set660c”，双击应用程序“chi660c”进入电化学工作站专用软件。
(3) 单击工具栏中“T”按钮，选择” Tafel Plot”，点击”ok”进入极化曲线参数设置对话框，手动输入参数如下图所示：点击“ok”，再单击工具栏中“►”按钮即开始测定极化曲线。
测试完毕后要存盘，“File”-“Save as”，选择要存盘的地址并输入文件名如“04110711-2-Na”即可，文件格式为系统定义的格式(BIN文件)，为了能用于撰写实验报告要先转化为txt格式并导入到origin7.5中作图。
在文件打开的情况下运行“File”-“Convert to text”，并使用相同的文件名存在相同的目录下即可。
(4) 先测定铁电极在中性水溶液中的极化曲线，数据存盘后用直尺测量铁电极没入电解液的高度(其宽度为1cm)，从而求得其面积(用于计算自腐蚀电流密度)。
将铁电极用金相砂纸打磨备用。
将溶液换为1mol/LH2SO4溶液，重复上述步骤得到铁电极在1mol/LH2SO4溶液中的极化曲线，文件名可命名为“04110711-2-H”。
2.数据处理及报告撰写2.1 在origin 7.5中将铁电极在两个不同电解液中的极化曲线放在同一坐标内具体操作如下：先运行origin 7.5，执行如下命令：“File”-“Import”-“Simple Single ACSII”，在弹出的对话框中定位到已经换化好的文本文件(如04110711-2-Na)，在显示器上你将看到：然后运行“File”-“Save Project as (或在汉化版中选择“保存工程为”)”，选择相应的目录，将文件名命名为“04110711-2-Na”备用，按上述方法建立另外一个文件“04110711-2-H”，备用。
铁的极化曲线物化实验报告
铁的极化曲线实验结果的记录与处理：1、Fe在0.1mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）钝化电位范围：1.318−1.602V2、Fe在1.0mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）钝化电位范围：1.318−1.602V3、Fe在1.0mol/L的HCl溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）钝化电位范围：1.318−1.602V4、Fe在含1%的乌洛托品的1.0mol/L的HCl溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。
电化学测试技术实验精简版
1、了解电化学交流阻抗的原理 2、学会用阻抗技术检测电化学工作站仪器
(二) 实验原理
电化学阻抗谱方法是一种以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号的电化学测量 方法。由于以小振幅的电信号对体系扰动，一方面对体系产生大的影响，另一方面也使得扰 动于体系的响应之间近似呈线性关系，这就似测量结果的数学处理变得简单。同时，电化学 阻抗谱方法又是一种频率域的测量方法， 它以测量得到的频率范围很宽的阻抗谱来研究电极 系统，因而能比其他常规的电化学方法得到更多的动力学信息及电极界面结构的信息。如： 可以从阻抗谱中含有的时间常数个数及其数值大小推算影响电极过程的状态变量的情况； 可 以从阻抗谱观察电极过程中有无传质过程的影响等等。 即使对于简单的电极系统， 也可以从 测得的一个时间常数的阻抗谱中， 在不同的频率范围得到有关从参比电极到工作电极之间的 溶液电阻、电双层电容以及电极反应电阻的信息。 电化学阻抗谱是研究电极过程动力学、电极表面现象和测定固体电解质电导率的重 要手段。阻抗谱图有Nyquist图、导纳图、复数电容图、Bode图和Warburg图等，其中Nyquist 图是以阻抗虚部-Z”对阻抗的实部Z’做的图。 1) 阻抗谱解析 交流阻抗谱的解析一般是通过等效电路来进行的，其中基本的元件包括：纯电阻R， 纯电容C，阻抗值为1/jC，纯电感L，其阻抗值为jL。实际测量中，将某一频率为的微扰 正弦波信号施加到电解池，这是可把双电层看成一个电容，把电极本身、溶液及电极反应所 引起的阻力均视为电阻，则等效电路如图 3所示.相应的阻抗谱方程图式(2)。
0.0005
I (Amps/cm2)
-0.0005
-0.0015 -0.25
0
0.25
0.50
0.75
铁的极化曲线的测定
实验步骤
2.测量极化曲线： （2）将三电极分别插入电极夹的三个小孔中，
使电极进入电解质溶液中。将CHI工 作站的 绿色夹头夹Fe电极，红色夹头夹Pt片电极， 白色夹头夹参比电极。
实验步骤
2.测量极化曲线： （3）测定开路电位。点击“T”（Technique） 选中对话框中“Open Circuit PotentialTime”实验技术，点击“OK”。点击“░” （parameters）选择参数，可用仪器默认 值，点击“OK”。点击“►”开始实验，测得 的开路电位即为电极的自腐蚀电势Ecorr。
仪器与药品
CHI660A电化学工作站1台；电解池1个； 硫酸亚汞电极（参比电极）、Fe电极（研究 电极）、Pt片电极（辅助电极）各1支。 0.1mol•L-1、1mol•L-1H2SO4溶液； 1mol•L-1HCl溶液； 乌洛托品（缓蚀剂）
实验步骤
1. 电极处理：用金相砂纸将铁电极表面打磨 平整光亮，用蒸馏水清洗后滤纸吸干。每次测 量前都需要重复此步骤，电极处理得好坏对测 量结果影响很大。
实验步骤
2.测量极化曲线： （4）开路电位稳定后，测电极极化曲线。点
击“T”选中对话框中“Linear Sweep Voltammetry”实验技术，点击“OK”为 使Fe电极的阴极极化、阳极极化、钝化、过 钝化全部表示出来。
实验步骤
初始电位（Init E）设为“-1.0V”，终态电 位（Final E）设为“2.0V”，扫描速率 （Scan Rate）设为“0.01V/s”灵敏度 （sensivitivty）设为“自动”，其它可用 仪器默认值，极化曲线自动画出。
测量方法
动态法：控制电极电势以较慢的速度连续地 改变（扫描），并测量对应电势下的瞬时电 流密度，并以瞬时电流密度值与对应的电势 作图就得到整个极化曲线。所采用的扫描速 度（即电势变化的速度）需要根据研究体系 的性质选定。
实验报告铁极化
铁的极化曲线的测定董兴1.Fe在0.1M硫酸中的极化钝化曲线。
测得开路点位：-0.49V极化曲线如下图：联立两直线方程计算得：I corr=5.20⨯10-5A，E corr=-0.54V。
因为实验所用电极是标准电极，直径是2mm，面积是∏mm2，故自腐蚀电位密度为I corr/S=1.66⨯10-5A/mm22.Fe在1M硫酸中的极化钝化曲线。
测得开路点位：-0.49V极化钝化曲线如下图：联立两直线方程计算得：I corr=7.76⨯10-5A，E corr=-0.52V。
因为实验所用电极是标准电极，直径是2mm ，面积是∏mm 2，故自腐蚀电流密度为I corr /S=2.47⨯10-5A/mm 2 由图中知：钝化电流为A I 310999.4-⨯=，钝化电流密度=4.999×10-3/π=1.59×10-3 A/mm 2钝化电位范围为0.406V-1.606V由Fe 在0.1M 和1M 硫酸中的极化钝化曲线可知：硫酸浓度越大，其钝化电流密度越小，而且钝化电位范围越长，而在0.1M 硫酸中，由于硫酸浓度极低，因此，基本不存在稳定的钝化去。
3.Fe 在1MHCl 中的极化曲线。
测得开路点位：-0.53V联立两直线方程计算得：联立两直线方程计算得：I corr =5.01⨯10-5A ，E corr =-1.09V 。
因为实验所用电极是标准电极，直径是2mm ，面积是∏mm 2，故自腐蚀电位密度为I corr /S=1.60⨯10-5A/mm 2=16.0A/m 2自腐蚀速率与自腐蚀电流密度有如下关系：v=3600MI/nF,可得：腐蚀速率：v=16.7g/(m 2·h)(其中M=56g/mol,n=2,F=96484C/mol)Fe 在盐酸中不钝化。
4.Fe 在含1%乌洛托品的1.0 M HCl 中的极化曲线。
测得开路点位：-0.53V联立两直线方程计算得：联立两直线方程计算得：I corr=1.58⨯10-5A，E corr=-0.529V。
极化曲线的测定
实验八 极化曲线的测定一、实验目的1、掌握稳态恒电势法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法。
2、了解极化曲线的意义和应用。
3、掌握恒电势仪的使用方法。
二、实验原理1、极化现象与极化曲线当电极处于平衡状态，电极上无电流通过时，这时的电极电势称为平衡电势。
当有电流明显地通过电极时，电极的平衡状态被破坏，电极电势偏离平衡值，而且随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大，电极电势将越来越偏离平衡电势。
这种由于有电流存在而造成电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。
在某一电流密度下，实际发生电解的电极电势与平衡电极电势之间的差值称为超电势。
阳极上由于超电势使电极电势变大，阴极上由于超电势使电极电势变小。
超电势的大小与流经电极的电流密度有关，电极电势(或超电势)与电流密度的关系曲线称为极化曲线，极化曲线的形状和变化规律反映了电化学过程的动力学特征。
除电流密度外，影响超电势的因素还有很多，如电极材料，电极的表面状态，温度，电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等。
金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程，如下式所示：M →M n+＋n e此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生。
阳极的溶解速度（用电流密度表示）随电势变正而逐渐增大，这是正常的阳极溶出，但当阳极电势正到某一数值时，其溶解速度达到最大值，此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化现象。
图3-8-1为钢在硫酸溶液中的阳极极化曲线。
图中曲线表明，从A 点开始，随着电势向正方向移动，电流密度也随之增加，电势超过B点后，电流密度随电势增加迅速减至最小，这是因为在金属表面生产了一层电阻高，耐腐蚀的钝化膜。
B 点对应的电势称为临界钝化电势，对应的电流称为临界钝化电流。
电势到达C点以后，随着电势的继续增加，电流却保持在一个基本不变的很小的数值上，该电流称为维钝电流，直到电势升到D 点，电流才有随着电势的上升而增大，表示阳极又发生了氧化过程，可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气，DE 段称为过钝化区。
金属极化曲线的测定实验报告
金属极化曲线的测定实验报告实验名称：金属极化曲线的测定实验目的：通过测定金属极化曲线，了解金属的电化学特性，并探讨金属的腐蚀行为。
实验原理：金属在溶液中的电极反应可以通过极化曲线来了解。
极化曲线是通过在不同电位下测量电流得到的。
极化曲线可分为阳极极化曲线和阴极极化曲线。
阳极极化曲线反应了金属发生氧化反应时的电化学特性，阴极极化曲线反应了金属发生还原反应时的电化学特性。
实验仪器：电极测试仪、电位计、电流计、溶液槽、参比电极、工作电极等。
实验步骤：1. 准备工作：清洗和磨光工作电极，并固定在电极测试仪上。
准备好参比电极和电解槽。
2. 将工作电极和参比电极依次插入电解槽中，保证电极完全浸入溶液中。
3. 打开电极测试仪和电位计，进行零点校准，并调节电位计的电位为初始电位。
4. 开始测量：逐渐改变电位，记录对应的电流值。
首先记录阳极极化曲线，然后通过反向电流去极化，并记录阴极极化曲线。
5. 根据测量数据绘制极化曲线。
实验结果：根据测量得到的数据，绘制得到阳极极化曲线和阴极极化曲线。
根据曲线形状和电流值的变化，分析金属在溶液中的电化学特性和腐蚀行为。
实验讨论和结论：根据测得的极化曲线，可以分析金属的电化学特性和腐蚀行为。
比如当曲线向高电位延伸时，说明金属发生氧化反应，存在腐蚀现象；当曲线向低电位延伸时，说明金属发生还原反应，有防腐效果。
实验注意事项：1. 实验中要谨慎操作电位计和电流计，避免出现误差。
2. 注意溶液的配制和浓度的选择，保证实验的可靠性。
3. 实验结束后要将仪器清洗干净，保养好。
实验总结：通过金属极化曲线的测定，我们可以了解金属的电化学特性以及其在溶液中的腐蚀行为。
这对于研究金属材料的耐蚀性以及腐蚀机理有着重要的意义。
通过实验，我们可以得到有关金属的极化曲线，结合实验结果进行分析，有助于我们深入了解金属在不同环境下的电化学特性和腐蚀行为。
极化曲线的测定
实验八 极化曲线的测定一、实验目的1、掌握稳态恒电势法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法。
2、了解极化曲线的意义和应用。
3、掌握恒电势仪的使用方法。
二、实验原理1、极化现象与极化曲线当电极处于平衡状态，电极上无电流通过时，这时的电极电势称为平衡电势。
当有电流明显地通过电极时，电极的平衡状态被破坏，电极电势偏离平衡值，而且随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大，电极电势将越来越偏离平衡电势。
这种由于有电流存在而造成电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。
在某一电流密度下，实际发生电解的电极电势与平衡电极电势之间的差值称为超电势。
阳极上由于超电势使电极电势变大，阴极上由于超电势使电极电势变小。
超电势的大小与流经电极的电流密度有关，电极电势(或超电势)与电流密度的关系曲线称为极化曲线，极化曲线的形状和变化规律反映了电化学过程的动力学特征。
除电流密度外，影响超电势的因素还有很多，如电极材料，电极的表面状态，温度，电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等。
金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程，如下式所示：M →M n+＋n e此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生。
阳极的溶解速度（用电流密度表示）随电势变正而逐渐增大，这是正常的阳极溶出，但当阳极电势正到某一数值时，其溶解速度达到最大值，此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化现象。
图3-8-1为钢在硫酸溶液中的阳极极化曲线。
图中曲线表明，从A 点开始，随着电势向正方向移动，电流密度也随之增加，电势超过B点后，电流密度随电势增加迅速减至最小，这是因为在金属表面生产了一层电阻高，耐腐蚀的钝化膜。
B 点对应的电势称为临界钝化电势，对应的电流称为临界钝化电流。
电势到达C点以后，随着电势的继续增加，电流却保持在一个基本不变的很小的数值上，该电流称为维钝电流，直到电势升到D 点，电流才有随着电势的上升而增大，表示阳极又发生了氧化过程，可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气，DE 段称为过钝化区。
极化曲线的测定及应用
极化曲线的测定及应用一、目的要求1．掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。
通过测定金属铁在H2SO4 溶液中的阴极极化和阳极极化曲线求算铁的自腐蚀电位、自腐蚀电流和钝化电位范围、钝化电流等参数。
2．了解不同pH值、Cl－浓度、缓蚀剂等因素对铁电极极化的影响。
3．讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。
二、原理Fe在H2SO 4 溶液中会不断溶解，同时产生H2。
Fe溶解：Fe －2e ＝Fe 2+。
H2析出：2H+ ＋2e ＝H2。
Fe电极和H2电极及溶液构成了腐蚀原电池。
其腐蚀反应为：Fe ＋2H+ ＝ Fe 2+ + H2。
这是Fe在酸性溶液中腐蚀的原因。
当电极不与外电路接通时，阳极反应速率和阴极反应速率相等，Fe溶解的阳极电流I Fe与H2析出的阴极电流I H在数值上相等但方向相反，此时其净电流为零。
I＝I Fe + I H＝0。
I corr＝I Fe＝－I H≠0。
I corr值的大小反映净了Fe在H2SO 4 溶液中的腐蚀速率，所以称I corr为Fe在H2SO 4 溶液中的自腐蚀电流。
其对应的电位称为Fe在H2SO 4 溶液中的自腐蚀电位E corr，此电位不是平衡电位。
虽然，阳极反应放出的电子全部被阴极还原所消耗，在电极与溶液界面上无净电荷存在，电荷是平衡的。
但电极反应不断向一个方向进行，I corr≠0，电极处于极化状态，腐蚀产物不断生成，物质是不平衡的，这种状态称为稳态极化。
它是热力学的不稳定状态。
自腐蚀电流I corr和自腐蚀电位E corr可以通过测定极化曲线获得。
极化曲线是指电极上流过的电流与电位之间的关系曲线，即I=f（E）。
图27-1是用电化学工作站测定的Fe在1.0mol/L H2SO4 溶液中的阴极极化和阳极极化曲线图。
ar为阴极极化曲线，当对电极进行阴极极化时，阳极反应被抑制，阴极反应加速, 电化学过程以H2析出为主。
ab为阳极极化曲线，当对电极进行阳极极化时，阴极反应被抑制，阳极反应加速,电化学过程以Fe溶解为主。
《铁极化曲线测定》课件
Part
05
铁极化曲线测定的实际应用案 例
在材料科学中的应用
金属材料
铁极化曲线测定被广泛应用于金属材料的电化学性能研究，如不锈钢、铝合金等。通过 测量极化曲线，可以了解金属在腐蚀介质中的腐蚀行为和耐蚀性能，为材料的防腐和防
护提供依据。
涂层材料
铁极化曲线测定也可用于涂层材料的电化学性能研究。通过测量涂层材料与基体材料之 间的极化曲线，可以评估涂层的保护性能和耐蚀性，为涂层材料的选择和应用提供依据
详细描述
通过铁极化曲线测定结果，可以评估金属材料的耐腐蚀性能和电化学保护效果，为金属材料的研发、生产和应用 提供科学依据。同时，测定结果还可以指导金属材料的表面处理、涂层保护等措施，提高金属材料的耐腐蚀性能 和使用寿命。
结果误差分析
总结词
对铁极化曲线测定结果进行误差分析是确保结果准确性和可靠性的必要步骤。
环境监测
铁极化曲线测定还可应用于环境监测 领域，如土壤、水体等自然环境的电 化学性质测定，评估环境的腐蚀风险 和污染程度。
生物医学
在生物医学领域，铁极化曲线测定可 用于研究生物材料的电化学性能和生 物相容性，如人工关节、心脏起搏器 等医疗设备的电化学
总结词
正确解读铁极化曲线测定结果对于评估金属的电化学性能至 关重要。
详细描述
铁极化曲线测定结果可以反映金属在电解液中的电化学行为 ，包括金属的阳极和阴极反应、反应速率常数、腐蚀电位和 腐蚀电流等参数。这些参数对于评估金属的耐腐蚀性能和电 化学保护措施具有重要意义。
结果应用
总结词
铁极化曲线测定结果可以为金属材料的研发、生产和应用提供指导。
设置参数
设置恒流电源的电流值，以控制电场 强度的变化，同时设置电压表的量程 和采样频率等参数。
《铁极化曲线测定》课件
实验步骤
1
实验操作
2
搭建实验电化学池，连接电极和电位调控器，
设定实验参数。
3
准备工作
准备所需实验设备、清洗电极、制备适当的 电解质溶液。
实验记录
实时记录电流和电位的变化，并将数据在纸 上或电脑上记录下来。
实验数据分析
绘制铁极化曲线图
根据实验数据，使用合适的软件或绘图工具绘制铁极化 曲线，以便更好地观察和分析其特征。
2. Wang, H., et al. (2020). Corrosion behavior investigation of iron in acid solution: From polarization curve. Journal of Materials Science, 55(34), 15951-15965.
计算相关参数
从铁极化曲线上提取关键参数，如极化电阻、临界电流 密度等，用于评估材料的腐蚀性质和防护性能。
注意事项
实验安全
进行电化学实验时，注意遵守 安全操作规程，佩戴适当的个 人防护装备。
实验设备
确保实验设备的正常运行，检 查电极的制备质量和电解质溶 液的配制。
实验环境
在实验过程中，保持实验环境 的稳定性，尽量减少外部干扰 因素的影响。
参考资料
1. Li, X., & Zhang, D. (2018). Electrochemical characterization of iron using polarization curves. Journal of Electroanalytical Chemistry, 818, 104-110.
《铁极化曲线测定》PPT 课件
In this presentation, we will explore the fascinating world of polarization curve measurement in iron. Discover what polarization curves are, their significance, and the methods used to measure them.
实验10铁的极化钝化曲线的测定dyl
图1 Fe 的极化曲线物理化学实验备课材料实验10 铁的极化和钝化曲线的测定一、实验介绍任何实际的电极过程，总是要有电流通过，使其真实的电极电位偏离可逆电极电势(热力学电位)，这种现象称为极化。
极化现象在电化学工业随处可见，且有利也有弊。
因此，加强对电极过程极化作用情况的测量和认识意义重大。
二、实验目的1. 测定铁在不同pH 溶液中的极化曲线。
2. 求算自腐蚀电位、自腐蚀电流、钝化电位范围、钝化 电流等电化学参数。
3. 学会使用CHI660A 电化学分析仪，掌握线性扫描伏安法和TAFEL 方法测定极化曲线。
三、实验原理铁在H 2SO 4溶液中，将不断被溶解，同时产生H 2，即：Fe + 2H + = Fe 2+ + H 2 (1)Fe ／H 2SO 4体系是-个二重电极，即在Fe ／H +界面上同时进行两个电极反应： Fe Fe 2+ + 2e (2)2H ++ 2e H 2 (3)反应(2)、(3)称为共轭反应。
正是由于反应(3)存在，反应(2)才能不断进行，这就是铁在酸性介质中腐蚀的主要原因。
当电极不与外电路接通时，其净电流I 总为零。
在稳定状态下，铁溶解的阳极电流I(Fe)和H ＋还原出H 2的阴极电流I(H)，它们在数值上相等但符号相反，即：(4)IFe 的大小反映Fe 在H +中的溶解速率，而维持I(Fe)，I(H)相等时的电势称为Fe ／H +体系的自腐蚀电势εcor 。
图1是Fe 在H +中的阳极极化和阴极极化曲线图。
当对电极进行阳极极化(即加更大正电势)时，反应(3)被抑制，反应(2)加快。
此时，电化学过程以Fe 的溶解为主要倾向。
通过测定对应的极化电势和极化电流，就可得到Fe／H +体系的阳极极化曲线rba 。
由于反应(3)是由迁越步骤所控制，所以符合塔菲尔(Tafel)半对数关系，即：(5) 直线的斜率为b Fe 。
当对电极进行阴极极化，即加更负的电势时，反应(2)被抑制，电化学过程以反应(3)为主要倾向。
铁的极化曲线
铁的极化曲线实验结果的记录与处理：1、Fe在0.1mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A；Ecorr= ‒0.564V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）钝化电位范围：1.318−1.602V2、Fe在1.0mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒3.89A , Icorr=1.30×10‒4A；Ecorr= ‒0.528V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=1.30×10‒4 /（Π×0.0012）=41.5（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.68×10‒2A，钝化电流密度=1.68×10‒2/（Π×0.0012）=5.34×103（A/ m2）钝化电位范围：0.305−1.581V3、Fe在1.0mol/L的HCl溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒3.25A , Icorr=5.63×10‒4A；Ecorr= ‒0.467V。
因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.63×10‒4 /（Π×0.0012）=179.2（A/ m2）自腐蚀速率与自腐蚀电流密度关系为：ν=3600MI/nF (其中M=56g/mol,n=2,F=96484C/mol) 故腐蚀速率：v=187.2g/(m2·h)Fe在盐酸中不钝化。
极化曲线的测定
实验九极化曲线的测定【目的要求】1. 掌握稳态恒电位法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法.2. 了解极化曲线的意义和应用.3. 掌握恒电位仪的使用方法.【实验原理】1. 极化现象与极化曲线为了探索电极过程机理及影响电极过程的各种因素,必须对电极过程进行研究,其中极化曲线的测定是重要方法之一.我们知道在研究可逆电池的电动势和电池反应时,电极上几乎没有电流通过,每个电极反应都是在接近于平衡状态下进行的,因此电极反应是可逆的.但当有电流明显地通过电池时,电极的平衡状态被破坏,电极电势偏离平衡值,电极反应处于不可逆状态,而且随着电极上电流密度的增加,电极反应的不可逆程度也随之增大.由于电流通过电极而导致电极电势偏离平衡值的现象称为电极的极化,描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化曲线,如图2-19-1所示.图2-19-1 极化曲线A-B:活性溶解区;B:临界钝化点B-C:过渡钝化区;C-D:稳定钝化区D-E:超(过)钝化区金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程,如下式所示:M→Mn++ne此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生.阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大,这是正常的阳极溶出,但当阳极电势正到某一数值时,其溶解速度达到最大值,此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低,这种现象称为金属的钝化现象.图2-19-1中曲线表明,从A点开始,随着电位向正方向移动,电流密度也随之增加,电势超过B点后,电流密度随电势增加迅速减至最小,这是因为在金属表面生产了一层电阻高,耐腐蚀的钝化膜.B点对应的电势称为临界钝化电势,对应的电流称为临界钝化电流.电势到达C点以后,随着电势的继续增加,电流却保持在一个基本不变的很小的数值上,该电流称为维钝电流,直到电势升到D点,电流才有随着电势的上升而增大,表示阳极又发生了氧化过程,可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气,DE段称为过钝化区.2. 极化曲线的测定(1) 恒电位法恒电位法就是将研究电极依次恒定在不同的数值上,然后测量对应于各电位下的电流.极化曲线的测量应尽可能接近体系稳态.稳态体系指被研究体系的极化电流,电极电势,电极表面状态等基本上不随时间而改变.在实际测量中,常用的控制电位测量方法有以下两种:静态法:将电极电势恒定在某一数值,测定相应的稳定电流值,如此逐点地测量一系列各个电极电势下的稳定电流值,以获得完整的极化曲线.对某些体系,达到稳态可能需要很长时间,为节省时间,提高测量重现性,往往人们自行规定每次电势恒定的时间.动态法:控制电极电势以较慢的速度连续地改变(扫描),并测量对应电位下的瞬时电流值,以瞬时电流与对应的电极电势作图,获得整个的极化曲线.一般来说,电极表面建立稳态的速度愈慢,则电位扫描速度也应愈慢.因此对不同的电极体系,扫描速度也不相同.为测得稳态极化曲线,人们通常依次减小扫描速度测定若干条极化曲线,当测至极化曲线不再明显变化时,可确定此扫描速度下测得的极化曲线即为稳态极化曲线.同样,为节省时间,对于那些只是为了比较不同因素对电极过程影响的极化曲线,则选取适当的扫描速度绘制准稳态极化曲线就可以了.上述两种方法都已经获得了广泛应用,尤其是动态法,由于可以自动测绘,扫描速度可控制一定,因而测量结果重现性好,特别适用于对比实验.(2) 恒电流法恒电流法就是控制研究电极上的电流密度依次恒定在不同的数值下,同时测定相应的稳定电极电势值.采用恒电流法测定极化曲线时,由于种种原因,给定电流后,电极电势往往不能立即达到稳态,不同的体系,电势趋于稳态所需要的时间也不相同,因此在实际测量时一般电势接近稳定(如1min～3min内无大的变化)即可读值,或人为自行规定每次电流恒定的时间.【仪器试剂】恒电位仪一台;饱和甘汞电极1支;碳钢电极1支;铂电极1支;三室电解槽1只(见图2-19-2)2 mol·dm-3 (NH4)2CO3溶液;0.5 mol·dm-3H2SO4溶液;丙酮溶液【实验步骤】1. 碳钢预处理:用金相砂纸将碳钢研究电极打磨至镜面光亮,用石蜡蜡封,留出1cm2面积,如蜡封多可用小刀去除多余的石蜡,保持切面整齐.然后在丙酮中除油,在0.5M的硫酸溶液中去除氧化层,浸泡时间分别不低于10S.图2-19-2三室电解槽1.研究电极;2.参比电极;3.辅助电极2. 恒电位法测定极化曲线的步骤:A 准备工作仪器开启前,"工作电源"置于"关","电位量程"置于"20V","补偿衰减"置于"0","补偿增益"置于"2","电流量程"置于"200mA","工作选择"置于"恒电位","电位测量选择"置于"参比".B 通电插上电源,"工作电源"置于"自然"档,指示灯亮,电流显示为0,电位表显示的电位为"研究电极"相对于"参比电极"的稳定电位,称为自腐电位,其绝对值大于0.8V可以开始下面的操作,否则需要重新处理电极.C "电位测量选择"置于"给定",仪器预热5-15min.电位表指示的给定电位为预设定的"研究电极"相对于"参比电极"的电位.D 调节"恒电位粗调"和"恒电位细调"使电位表指示的给定电位为自腐电位,"工作电源"置于"极化".F 阴极极化调节"恒电位粗调"和"恒电位细调"每次减少10mV,直到减少200mV,每减少一次,测定1min后的电流值.测完后,将给定电位调回自腐电位值.G 阳极极化将"工作电源"置于"自然","电位测量选择"置于"参比",等待电位逐渐恢复到自腐电位±5mV,否则需要重新处理电极.重复C,D,F步骤,F步骤中给定电位每次增加10mV,直到做出完整的极化曲线.提示,到达极化曲线的平台区,给定电位可每次增加100mV.H 实验完成,"电位测量选择"置于"参比","工作电源"置于"关".【注意事项】按照实验要求,严格进行电极处理.将研究电极置于电解槽时,要注意与鲁金毛细管之间的距离每次应保持一致.研究电极与鲁金毛细管应尽量靠近,但管口离电极表面的距离不能小于毛细管本身的直径.每次做完测试后,应在确认恒电位仪或电化学综合测试系统在非工作的状态下,关闭电源,取出电极.【数据处理】1. 对静态法测试的数据应列出表格.自腐电位-0.805V阴极极化数据:电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)阳极极化数据:电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)2. 以电流密度为纵坐标,电极电势(相对饱和甘汞)为横坐标,绘制极化曲线.3. 讨论所得实验结果及曲线的意义,指出钝化曲线中的活性溶解区,过渡钝化区,稳定钝化区,过钝化区,并标出临界钝化电流密度(电势),维钝电流密度等数值.活性溶解区:过渡钝化区:稳定钝化区:;过钝化区:临界钝化电流密度(电势):维钝电流密度:思考题1. 比较恒电流法和恒电位法测定极化曲线有何异同,并说明原因.恒电流法是恒定电流测定相应的电极电势,恒电位法是很定电位测定相应的电流,对于阴极极化来说,两种方法测得的曲线相同,对于阳极极化来说,由于电流和电位不是一一对应的关系,得到不同的曲线.2. 测定阳极钝化曲线为何要用恒电位法用恒电位法能得到完整的极化曲线,用恒电流法只能得到ABEF曲线,即得到活化区以及过钝化区的一部分,得不到完整的几乎曲线.3. 做好本实验的关键有哪些电极的处理;研究电极与鲁金毛细管的距离;甘汞电极的误差;电位的每次改变值;溶液中杂质离子的存在等等【讨论】1. 电化学稳态的含义指定的时间内,被研究的电化学系统的参量,包括电极电势,极化电流,电极表面状态,电极周围反应物和产物的浓度分布等,随时间变化甚微,该状态通常被称为电化学稳态.电化学稳态不是电化学平衡态.实际上,真正的稳态并不存在,稳态只具有相对的含义.到达稳态之前的状态被称为暂态.在稳态极化曲线的测试中,由于要达到稳态需要很长的时间,而且不同的测试者对稳态的认定标准也不相同,因此人们通常人为界定电极电势的恒定时间或扫描速度,此法尤其适用于考察不同因素对极化曲线的影响时.2. 三电极体系极化曲线描述的是电极电势与电流密度之间的关系.被研究电极过程的电极被称为研究电极或工作电极.与工作电极构成电流回路,以形成对研究电极极化的电极称为辅助电极,也叫对电极.其面积通常要较研究电极为大,以降低该电极上的极化.参比电极是测量研究电极电势的比较标准,与研究电极组成测量电池.参比电极应是一个电极电势已知且稳定的可逆电极,该电极的稳定性和重现性要好.为减少电极电势测试过程中的溶液电位降,通常两者之间以鲁金毛细管相连.鲁金毛细管应尽量但也不能无限制靠近研究电极表面,以防对研究电极表面的电力线分布造成屏蔽效应.3. 影响金属钝化过程的几个因素金属的钝化现象是常见的,人们已对它进行了大量的研究工作.影响金属钝化过程及钝化性质的因素,可以归纳为以下几点:(1) 溶液的组成.溶液中存在的H+,卤素离子以及某些具有氧化性的的阴离子,对金属的钝化现象起着颇为显著的影响.在中性溶液中,金属一般比较容易钝化,而在酸性或某些碱性的溶液中,钝化则困难得多,这与阳极产物的溶解度有关系.卤素离子,特别是氯离子的存在,则明显地阻滞了金属的钝化过程,已经钝化了的金属也容易被它破坏(活化),而使金属的阳极溶解速度重新增大.溶液中存在的某些具有氧化性的阴离子(如CrO2-4)则可以促进金属的钝化.(2) 金属的化学组成和结构.各种纯金属的钝化性能不尽相同,以铁,镍,铬三种金属为例,铬最容易钝化,镍次之,铁较差些.因此添加铬,镍可以提高钢铁的钝化能力及钝化的稳定性.(3) 外界因素(如温度,搅拌等).一般来说,温度升高以及搅拌加剧,可以推迟或防止钝化过程的发生,这显然与离子的扩散有关实验十二铁的极化和钝化曲线的测定一、实验目的1. 测定铁在不同pH溶液中的极化曲线。
5 铁的极化和钝化曲线的测定
实验4 铁的极化和钝化曲线的测定一、实验目的1.理解和掌握极化曲线测定的原理和实验方法。
2.学会用恒电位仪测定极化曲线的方法。
二、实验原理在研究可逆电池的电池反应和电动势的时候，电极处于平衡状态，与之相对应的电势是平衡电势φ平，随着电极上电流密度的增加，电极的不可逆程度愈来愈大，其电势值对平衡电势值的偏离也愈来愈大，在有电流通过电极时，电极电势偏离于平衡值的现象称为电极的极化。
根据实验测出的数据来描述电流密度与电极电势之间的关系曲线称为极化曲线。
通过极化曲线的测绘，可使我们对电极极化过程以及金属的腐蚀与保护等加深认识和理解。
在金属做阳极的电解池中通过电流时，通常发生阳极的电化学溶解过程，如下式所示：M=M n++ne阳极极化不大时，阳极溶解速度随电位变正而逐渐增大，这是金属正常的阳极溶解。
但在某些化学介质中，当阳极电位正移到某一数值时，阳极溶解速度随电位变正而大幅度降低，这种现象称为阳极的钝化。
处于钝化状态的金属的溶解速度是很小的，这是因为在金属表面生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜，这在金属防护以及作为电镀的不溶性阳极时，正是人们所需要的。
利用阳极的钝化，使金属表面生成了一种耐腐蚀的钝化膜来防止金属腐蚀的方法，叫做阳极的保护。
金属的钝化现象是常见的，人们已对它进行了大量的研究工作。
影响金属钝化过程及钝化性质的因素，可归纳为以下几点：1. 溶液的组成溶液中存在的氢离子、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子，对金属的钝化现象起着颇为显著的影响。
在中性溶液中，金属一般比较容易钝化，而在酸性或者某些碱性的溶液中，钝化则困难的多，这与阳极反应产物的溶解度有关。
卤素离子，特别是氯离子的存在，则明显的阻止了金属的钝化过程，已经钝化了的金属也容易被它破坏（活化），而使金属的阳极溶解速度重新增大。
溶液中存在某些具有氧化性的阴离子（如CrO42-）则可以促进金属的钝化。
2. 金属的化学组成和结构各种纯金属的钝化能力不尽相同，以铁、镍、铬三种金属为例，铬最容易钝化，镍次之，铁较差。
极化曲线实验报告
腐蚀金属电极稳态极化曲线测量和数据处理一、实验目的：1、掌握恒电位测定极化曲线的原理和方法2、巩固金属极化理论，确定金属实施阳极保护的可能性。
初步了解阳极保护参数及其确定方法。
3、了解恒电位仪器及相关电化学仪器的使用。
4、测定铁在酸性介质中的极化曲线，求算自腐蚀电位、自腐蚀电流、掌握线性扫描伏安法和TAFEL方法测定极化曲线。
实验原理铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生H2，即：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 (a)Fe／HCl体系是-个二重电极，即在Fe／H+界面上同时进行两个电极反应：Fe Fe2+ + 2e (b)2H+ + 2e H2 (c)反应(b)、(c)称为共轭反应。
正是由于反应(c)存在，反应(b)才能不断进行，这就是铁在酸性介质中腐蚀的主要原因。
当电极不与外电路接通时，其净电流I总为零。
在稳定状态下，铁溶解的阳极电流I(Fe)和H＋还原出H2的阴极电流I(H)，它们在数值上相等但符号相反，即：(1)IFe的大小反映Fe在H+中的溶解速率，而维持I(Fe)，I(H)相等时的电势称为Fe／H+体系的自腐蚀电势εcor。
图12－1 Fe的极化曲线图12－1是Fe在H+中的阳极极化和阴极极化曲线图。
当对电极进行阳极极化(即加更大正电势)时，反应(c)被抑制，反应(b)加快。
此时，电化学过程以Fe的溶解为主要倾向。
通过测定对应的极化电势和极化电流，就可得到Fe／H+体系的阳极极化曲线rba。
由于反应(c)是由迁越步骤所控制，所以符合塔菲尔(Tafel)半对数关系，即：(2)直线的斜率为bFe。
当对电极进行阴极极化，即加更负的电势时，反应(b)被抑制，电化学过程以反应(c)为主要倾向。
同理，可获得阴极极化曲线rdc。
由于H＋在Fe电极上还原出H2的过程也是由迁越步骤所控制，故阴极极化曲线也符合塔菲尔关系，即：(3)当把阳极极化曲线abr的直线部分ab和阴极极化曲线cdr的直线部分cd 外延，理论上应交于一点(z)，z点的纵坐标就是，腐蚀电流Icor的对数，而z 点的横坐标则表示自腐蚀电势εcor的大小。
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这就是Fe在酸性溶液中腐蚀的原因。 这就是 在酸性溶液中腐蚀的原因。 在酸性溶液中腐蚀的原因
实验原理
当电极不与外电路接通时，其净电流为零。 当电极不与外电路接通时，其净电流为零。即 ≠0。 Icorr=IFe=-IH≠0。 图1中ra为阴极极化曲线。当对电极进行阴极 ra为阴极极化曲线。 极化，即加比Ecorr更负的电势，反应[1]被抑 极化，即加比Ecorr更负的电势，反应[1]被抑 Ecorr更负的电势 [1] 制，反应[2]加速，电化学过程以H2析出为主， 反应[2]加速，电化学过程以H 析出为主， [2]加速 这种效应称为“阴极保护” 塔菲尔 塔菲尔(Tafel) 这种效应称为“阴极保护” .塔菲尔 半对数关系， 半对数关系，即：
实验步骤
初始电位（ 初始电位（Init E）设为“-1.0V”，终态电 ）设为“ ， 位（Final E）设为“2.0V”，扫描速率 ）设为“ ， （Scan Rate）设为“0.01V/s”灵敏度 ）设为“ 灵敏度 （sensivitivty）设为“自动”，其它可用 ）设为“自动” 仪器默认值，极化曲线自动画出。 仪器默认值，极化曲线自动画出。
实验步骤
2.测量极化曲线： 测量极化曲线： 测量极化曲线 （4）开路电位稳定后，测电极极化曲线。点 ）开路电位稳定后，测电极极化曲线。 选中对话框中“ 击“T”选中对话框中“Linear Sweep 选中对话框中 Voltammetry”实验技术，点击“OK”为 实验技术，点击“ 实验技术 为 电极的阴极极化、 使Fe电极的阴极极化、阳极极化、钝化、过 电极的阴极极化 阳极极化、钝化、 钝化全部表示出来。 钝化全部表示出来。
测量方法
动态法：一般说来， 动态法：一般说来，电极表面建立稳态的速 度越慢，则扫描也应越慢， 度越慢，则扫描也应越慢，这样才能使测得 的极化曲线与采用静态法测得的结果接近。 的极化曲线与采用静态法测得的结果接近。
仪器与药品
CHI660A电化学工作站 台；电解池 个； 电化学工作站1台 电解池1个 电化学工作站 硫酸亚汞电极（参比电极）、Fe电极 硫酸亚汞电极（参比电极）、 电极（研究 ）、 电极（ 电极）、 片电极（辅助电极）各1支。 电极）、Pt片电极 辅助电极） ）、 片电极（ 支 0.1molL-1、1molL-1H2SO4溶液； 、 溶液； 溶液 1molL-1HCl溶液； 溶液； 溶液 乌洛托品（缓蚀剂） 乌洛托品（缓蚀剂）
实验步骤
1. 电极处理：用金相砂纸将铁电极表面打磨 电极处理： 平整光亮，用蒸馏水清洗后滤纸吸干。 平整光亮，用蒸馏水清洗后滤纸吸干。每次测 量前都需要重复此步骤，电极处理得好坏对测 量前都需要重复此步骤， 量结果影响很大。 量结果影响很大。 2.测量极化曲线： 测量极化曲线： 测量极化曲线 工作站的窗口。 （1）打开 ）打开CHI660A工作站的窗口。 工作站的窗口
数据处理
电极在不同浓度的H （1）分别求出 电极在不同浓度的 2SO4溶 ）分别求出Fe电极在不同浓度的 液中的自腐蚀电流密度、自腐蚀电位、 液中的自腐蚀电流密度、自腐蚀电位、钝化 电流密度及钝化电位范围，分析H 电流密度及钝化电位范围，分析 2SO4浓度 Fe钝化的影响 钝化的影响。 对Fe钝化的影响。 及含缓蚀剂的HCl介 （2）分别计算 在HCl及含缓蚀剂的 ）分别计算Fe在 及含缓蚀剂的 介 质中的自腐蚀电流密度及按下式换算成腐蚀 速率（ ）。 速率（υ）。
实验原理
图1中ab为阳极极化曲线。当对电极进行阳极 ab为阳极极化曲线。 极化时，即加比E 更正的电势，则反应[2] 极化时，即加比Ecorr更正的电势，则反应[2] 被抑制，反应[1]加速，电化学过程以Fe溶解 被抑制，反应[1]加速，电化学过程以Fe溶解 [1]加速 Fe 为主。 为主。符合
实验原理
注意事项
1. 测定前仔细了解仪器的使用方法。 测定前仔细了解仪器的使用方法。 2. 电极表面一定要处理平整、光亮、干净，不能 电极表面一定要处理平整、光亮、干净， 有点蚀孔。 有点蚀孔。
思考题
（1）平衡电极电位、自腐蚀电位有何不同。 ）平衡电极电位、自腐蚀电位有何不同。 浓度对Fe钝化在影响 钝化在影响。 （2）分析 2SO4浓度对 钝化在影响。比较盐 ）分析H 酸溶液中加和不加乌洛托品 ，Fe电极上自腐蚀 电极上自腐蚀 电流的大小。Fe在盐酸中能否钝化，为什么? 电流的大小。 在盐酸中能否钝化，为什么 在盐酸中能否钝化 （3）测定钝化曲线为什么不采用恒电流法 ）测定钝化曲线为什么不采用恒电流法? （4）如果对某种体系进行阳极保护，首先必须明 ）如果对某种体系进行阳极保护， 确哪些参数 ?
Ip致钝 电流
致钝 电位
图2 Fe的钝化曲线
实验原理
abc段是 的正常溶解，生成 2+，称为 段是Fe的正常溶解 生成Fe 段是 的正常溶解， 活化区。 活化区。 cd段称为活化钝化过渡区。 段称为活化钝化过渡区。 段称为活化钝化过渡区
实验原理
de段的电流称为维钝电流 此段电极处于比较稳 段的电流称为维钝电流 定的钝化区 定的钝化区, Fe2+离子与溶液中的离子形成 钝化区 FeSO4沉淀层，阻滞了阳极反应，由于 +不易 沉淀层，阻滞了阳极反应，由于H 达到FeSO4层内部，使Fe表面的 层内部， 表面的pH增大， 增大， 达到 表面的 增大 开始在Fe表面生成 表面生成， Fe2O3、Fe3O4开始在 表面生成，形成了致 密的氧化膜，极大地阻滞了 的溶解 的溶解， 密的氧化膜，极大地阻滞了Fe的溶解，因而出 现钝化现象。 段称为 段称为过钝化区 现钝化现象。 ef段称为过钝化区
测量方法
在实际测量中，常采用的恒电势法有下列两种： 在实际测量中，常采用的恒电势法有下列两种： 静态法： 静态法：将电极电势较长时间地维持在某一 恒定值，同时测量电流密度随时间的变化， 恒定值，同时测量电流密度随时间的变化， 直到电流基本上达到某一稳定值。 直到电流基本上达到某一稳定值。如此逐点 地测量在各个电极电势下的稳定电流密度值， 地测量在各个电极电势下的稳定电流密度值， 以获得完整的极化曲线。 以获得完整的极化曲线。
铁的极化曲线的测定
实验目的
掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和 实验技术。通过测定Fe在 实验技术。通过测定 在H2SO4、HCl 溶液中的阴极极化、阳极极化曲线， 溶液中的阴极极化、阳极极化曲线，求算 Fe的自腐蚀电位，自腐蚀电流和钝化电 的自腐蚀电位， 的自腐蚀电位 钝化电流等参数。 势、钝化电流等参数。 了解Cl 离子， 了解 -离子，缓蚀剂等因素对铁电极极 化的影响。 化的影响。 讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。 讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。
实验步骤
2.测量极化曲线： 测量极化曲线： 测量极化曲线 （3）测定开路电位。点击“T”（Technique） ）测定开路电位。点击“ （ ） 选中对话框中“Open Circuit Potential选中对话框中“ Time”实验技术，点击“OK”。点击“” 实验技术，点击“ 实验技术 。点击“ ” （parameters）选择参数，可用仪器默认 ）选择参数， 开始实验， 值，点击“OK”。点击“”开始实验，测得 点击“ 。点击“ 的开路电位即为电极的自腐蚀电势Ecorr。 。 的开路电位即为电极的自腐蚀电势
实验步骤
2.测量极化曲线： 测量极化曲线： 测量极化曲线 （2）将三电极分别插入电极夹的三个小孔中， ）将三电极分别插入电极夹的三个小孔中， 使电极进入电解质溶液中。 使电极进入电解质溶液中。将CHI工 工 作站的
绿色夹头夹Fe电极，红色夹头夹 片电极 片电极， 绿色夹头夹 电极，红色夹头夹Pt片电极， 电极 白色夹头夹参比电极。 白色夹头夹参比电极。
测量方法
图中W表示研究电极、 表示 图中 表示研究电极、C表示 表示研究电极 辅助电极、 表示参比电极 表示参比电极。 辅助电极、r表示参比电极。 参比电极和研究电极组成原 电池，可确定研究电极的电 电池， 位。辅助电极与研究电极组 成电解池， 成电解池，使研究电极处于 极化状态。 极化状态。
图3 恒电位法原理示意图
实验步骤
3．按1、2步骤分别测定 电极在 ． 步骤分别测定Fe电极在 、 步骤分别测定 电极在0.1 molL-1和1molL-1H2SO4溶液，1.0 溶液， 溶液 molL-1 HCl溶液及含 溶液及含1%乌洛托品的 溶液及含 乌洛托品的 1.0 molL-1 HCl溶液中的极化曲线。 溶液中的极化曲线。 溶液中的极化曲线 4. 实验完毕，清洗电极、电解池，将仪 实验完毕，清洗电极、电解池， 器恢复原位，桌面擦拭干净。 器恢复原位，桌面擦拭干净。
实验原理
Icorr为Fe在 Fe的极化曲线
实验原理
金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的 自溶解过程。 自溶解过程。例如 Fe Fe2++2e H2 (1) (2)
2H++2e
实验原理
Fe将不断被溶解，同时产生H2。Fe电极和 将不断被溶解，同时产生 将不断被溶解 电极和 H2电极及 2SO4溶液构成了腐蚀原电池， 电极及H 溶液构成了腐蚀原电池， 其腐蚀反应为： 其腐蚀反应为： Fe+2H+ Fe2++H2 (3)
数据处理
υ＝3600Mi/nF ＝ 其中： －腐蚀速度（ ）；i－ 其中：υ－腐蚀速度（gm-2h-1）； － 钝化电流密度（Am-2）； －Fe的摩尔 ）；M－ 的摩尔 钝化电流密度（ 质量（ ）；F－ 质量（gmol-1）； －法拉第常数 ）；n－发生1mol电极反应得 （Cmol-1）； －发生 电极反应得 失电子的物质的量。 失电子的物质的量。
测量方法
动态法： 动态法：控制电极电势以较慢的速度连续地 改变（扫描），并测量对应电势下的瞬时电 改变（扫描），并测量对应电势下的瞬时电 ）， 流密度，并以瞬时电流密度值与对应的电势 流密度， 作图就得到整个极化曲线。 作图就得到整个极化曲线。所采用的扫描速 度（即电势变化的速度）需要根据研究体系 即电势变化的速度） 的性质选定。 的性质选定。