阳极极化曲线的测定与分析.
镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定
镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定1电极极化当有电流通过电极时,电极电位偏离平衡电极电位的现象叫电极的极化。
1)阴极极化:电流通过阴极时,电极电位向负方向移动,即 EK 比 EK,e负 ,叫阴极极化。
2)阳极极化电流通过阳极时,电极电位向正方向移动 ,即EA 比EA, e正,叫阳极极化。
3)过电位当电极上有电流通过时,电极电位( EK 或 EA )将偏离平衡电极电位( EK,e 或 EA,e),二者之差值叫过电位,以ΔE表示。
ΔE= E –Ee阴极极化时, EK < EK,e,故ΔE < 0,阳极极化时, EA > EA,e,故ΔE > 0。
1.1稳态极化曲线稳态是指电极上通过的电流以及电极电位不随时间改变的状态。
在稳态下测量得到的电流密度与电极电位 (或过电位 )之间的关系曲线叫做极化曲线。
图1和图 2为典型的稳态阴极极化曲线和阳极极化曲线。
1.2电化学极化1)交换电流密度将金属 M 浸入含有 M z+离子的溶液中 ,在两相界面间便发生了物质的转移和电荷的转移 ,最后建立了物质平衡和电荷平衡 ,其电极电位即为平衡电极电位。
此时界面间金属离子的还原速度等于金属的氧化速度 ,电流密度J表示 ,叫做交换电流密度。
2)电化学极化以金属电沉积的阴极过程为例 ,当对镀液进行强烈搅拌 ,使液相传质步骤无任何困难 ,将处于平衡状态下的阴极通以外电流 ,此时电极与镀液界面间的还原反应速度一定大于氧化反应速度 ,由于电子转移步骤存在着阻力 ,还原反应不能将外电源输送的电子全部消耗 ,电极表面负的剩余荷增加 ,使得电极电位向负方向移动 ,即产生了极化。
这种由于电子转移步骤的阻力引起的电极的极化叫做电化学极化。
3)交换电流密度与电化学极化的关系交换电流密度 J是描述电极处于平衡状态的参量 ,但是它与平衡电极电位 Ee不同 , Ee 是热力学函数 ,而J是动力学函数。
两个 Ee相同的电极 ,其J0可以相差几千倍。
试验12阴极阳极极化曲线的测定及应用
湖南大学化学实验教学中心
四、实验步骤
1. 开启电脑,系统预热。 2. 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。 3. 极化曲线测量。
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五、实验注意事项
1. 测定前仔细阅读仪器说明书,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, 不能有点蚀孔,这是该实验成败的关键。
其中:v-腐蚀速度(gm-2h-1);i-钝化电流密度(Am-2);M-Fe 的摩尔质量(gmol-1);F-法拉第常数(Cmol-1);n-发生1mol电极 反应得失电子的物质的量。 实验结果要求设计成表格形式给出。
湖南大学化学实验教学中心
七、思考题
1. 平衡电极电位、自腐蚀电位有何不同?
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二、实验原理
湖南大学化学实验教学中心
二、化学实验教学中心
三、实验仪器与试剂
CS300电化学工作站1台;电解池1个;硫酸亚汞 电极或饱和甘汞电极(参比电极)、铁电极(研究 电极)、铂片电极(辅助电极)各1支。 0.10 mol/L、1.0 mol/L H2SO4溶液;1.0 mol/L 盐 酸;乌洛托品(缓蚀剂)
2. 写出作Fe阴极极化曲线时铁表面和铂片表面发生 的反应;写出作阳极极化曲线时Fe表面各极化电位 范围内可能的电极反应。 3. 分析H2SO4浓度对Fe钝化的影响。比较盐酸溶液 中加和不加乌洛托品 ,Fe电极上自腐蚀电流的大小。 Fe在盐酸中能否钝化,为什么?
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八、其他事项说明
湖南大学化学实验教学中心
六、实验数据处理
1. 分别求出Fe电极在不同浓度的H2SO4溶液中的自腐蚀电 流密度、自腐蚀电位、钝化电流密度及钝化电位范围,分 析H2SO4浓度对Fe钝化的影响。 2. 分别计算Fe在HCl及含缓蚀剂的HCl介质中的自腐蚀电 流密度及按下式换算成腐蚀速率(v)。
极化曲线的测定
极化曲线的测定一、实验目的掌握恒电位测定极化曲线的方法,测定碳钢(圆型钢筋)在碱性溶液中的恒电位阳极极化曲线及其极化电位。
二、实验原理实际的电化学过程并不是在热力学可逆条件下进行的。
在电流通过电极时,电极电位会偏离其平衡值,这种现象称为极化。
在外电流的作用下,阴极电位会偏离其平衡位置向负的方向移动,称为阴极极化;而阳极电位会偏离其平衡位置向正的方向移动,称为阳极极化。
在电化学研究中,常常测定极化曲线,即电极电位与电流密度的关系。
铁在硫酸溶液中典型的阳极极化曲线如图23.1所示,该曲线分为四个区域:电流密度i 阳极电位φ+图23.1 阳极极化曲线1.从点a 到点b 的电位范围称金属活化区。
此区域内的ab 线段是金属的正常阳极溶解,以铁电极为例,此时铁以二价形式进入溶液,即Fe → Fe 2+ + 2e-。
a 点即为金属的自然腐蚀电位。
2.从b 点到c 点称为钝化过渡区。
bc 线是由活化态到钝化态的转变过程,b 点所对应的电位称为致钝电位,其对应的电流密度ib 称为致钝电流密度,此时Fe 2+离子与溶液中的-24SO 离子形成4FeSO 沉淀层,阻碍了阳极反应进行,导致电流密度开始下降。
由于+H 不容易到达4FeSO 沉淀层的内部,因此铁表面的pH 逐步增大。
3.从c 点到d 点的电位范围称为钝化区。
由于金属表面状态发生变化,阳极溶解过程的过电位升高,金属的溶解速率急剧下降。
在此区域内的电流密度很小,基本上不随电位的变化而改变。
此时的电流密度称为维持钝化电流密度i m 。
对铁电极而言,此时32O Fe 在铁表面生成,形成致密的氧化膜,极大地阻碍了铁的溶解,出现钝化现象。
4.de 段的电位范围称为过钝化区。
在此区阳极电流密度又重新随电位增大而增大,金属的溶解速度又开始增大,这种在一定电位下使钝化了的金属又重新溶解的现象叫做过钝化。
电流密度增大的原因可能是产生了高价离子(如,铁以高价转入溶液),或者达到了氧的析出电位,析出氧气。
实验2金属Zn阳极极化曲线的测量
实验2:金属Zn阳极极化曲线的测量一、实验目的1.掌握阳极极化曲线测试的基本原理和方法;2.测定Zn电极在1M KOH溶液和1M ZnCl2溶液中的阳极极化曲线;3.通过实验理解金属电极钝化与活化过程。
二、实验原理线性电位扫描法是指控制电极电位在一定的电位范围内,以一定的速度均匀连续的变化,同时记录下各电位下反应的电流密度,从而得到电位-电流密度曲线,即稳态电流密度与电位之间的函数关系:i= f(ψ)。
特别适用于测量电极表面状态有特殊变化的极化曲线。
如下:如阳极钝化行为的阳极极化曲线。
阳极极化:金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程叫做阳极极化,金属的钝化现象: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。
但当阳极电位正到某一数值时,其溶解速度达到一最大值。
此后阳极溶解速度随着电位变正,反而大幅度的降低,这种现象称为金属的钝化现象。
线性电位扫描法不但可以测定阴极极化曲线,也可以测定阳极极化曲线,特别适用于测定电极表面状态有特殊变化的极化曲线,如测定具有阳极钝化行为的阳极极化曲线,用线性电位扫描法测得的阳极极化曲线,如下图所示•AB段-----称为活性溶解区;此时金属进行正常的阳极溶解,阳极电流随电位改变服Tafel 公式的半对数关系。
•BC段-----称为钝化过渡区;此时是由于金属开始发生钝化,随着电极电位的正移,金属的溶解速度反而减小了。
•CD段-----称为钝化稳定区;在该区域中金属的溶解速度基本上不随电位二改变;•DE段-----称为过度钝化区;此时金属溶解速度重新随电位的正移而增大,为氧的析出或者高价金属离子的生成。
从阳极极化曲线上可以得到下列参数:c点对应的电位---临界钝化电位;c点对应的电流—临界钝化电流密度;而这些参数恒电流法是测不出来的。
影响金属钝化的因素很多,包括溶液的组成、金属的组成和结构以及外界条件。
三、仪器与试剂CHI电化学工作站、锌电极、Hg/HgO电极、甘汞电极、铂电极、三口电解槽、1M KOH溶液250ml、1M ZnCl2溶液250ml金属Zn是中性锌锰电池、碱性锌锰电池和锌-空气电池等的负极材料,其电化学行为受到广泛的研究。
阳极极化曲线的测定PPT课件
阳极极化曲线的测定
大庆石油学院
化学化工学院
化学实验中心
2007年3月
实验目的
1. 掌握用恒电位法测定金属极化曲线的原 理和方法。
2. 了解极化曲线的意义和应用。 3. 测定碳钢在碳酸铵溶液中的阳极极化曲
线。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验原理
U
金属阳极极化曲线
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
实验原理
恒电位法测定阳极极化曲线:
将研究电极上的电位维持在某一数值上,然后测量 对应于该电位下的电流。由于电极表面状态在未建立稳定 状态之前,电流会随时间而改变,故一般测出来的曲线为 “暂态”极化曲线。
控制电位的变化——动态法:
测量 连接三电极,打开恒电位仪电源(如果过载指示灯亮,请立即关
闭电源,找出问题),调节上下限电位调节器,给定上限为1v,下限 为-1v;扫描倍率开关置“×10”,显示量程开关置“×1、工作、电 解槽、恒电位”将扫描控制开关置“自动扫”,极限停开关置“上限 停”,每隔50mv记录一次电流值。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
阳极极化: 金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程叫
做阳极极化,如下式所示:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱM = Mn+ + ne
金属的钝化现象:
i
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。但当阳极电位正到某一数值 时,其溶解速度达到一最大值。 此后阳极溶解速度随着电位变正, 反而大幅度的降低,这种现象称 为金属的钝化现象。
实验目的 实验原理 仪器试剂 实验步骤 演 示 注意事项 思考题
镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定
镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定1电极极化当有电流通过电极时,电极电位偏离平衡电极电位的现象叫电极的极化。
1)阴极极化:电流通过阴极时,电极电位向负方向移动,即 EK 比 EK,e负 ,叫阴极极化。
2)阳极极化电流通过阳极时,电极电位向正方向移动 ,即EA 比EA, e正,叫阳极极化。
3)过电位当电极上有电流通过时,电极电位( EK 或 EA )将偏离平衡电极电位( EK,e 或 EA,e),二者之差值叫过电位,以ΔE表示。
ΔE= E –Ee阴极极化时, EK < EK,e,故ΔE < 0,阳极极化时, EA > EA,e,故ΔE > 0。
1.1稳态极化曲线稳态是指电极上通过的电流以及电极电位不随时间改变的状态。
在稳态下测量得到的电流密度与电极电位 (或过电位 )之间的关系曲线叫做极化曲线。
图1和图 2为典型的稳态阴极极化曲线和阳极极化曲线。
1.2电化学极化1)交换电流密度将金属 M 浸入含有 M z+离子的溶液中 ,在两相界面间便发生了物质的转移和电荷的转移 ,最后建立了物质平衡和电荷平衡 ,其电极电位即为平衡电极电位。
此时界面间金属离子的还原速度等于金属的氧化速度 ,电流密度J表示 ,叫做交换电流密度。
2)电化学极化以金属电沉积的阴极过程为例 ,当对镀液进行强烈搅拌 ,使液相传质步骤无任何困难 ,将处于平衡状态下的阴极通以外电流 ,此时电极与镀液界面间的还原反应速度一定大于氧化反应速度 ,由于电子转移步骤存在着阻力 ,还原反应不能将外电源输送的电子全部消耗 ,电极表面负的剩余荷增加 ,使得电极电位向负方向移动 ,即产生了极化。
这种由于电子转移步骤的阻力引起的电极的极化叫做电化学极化。
3)交换电流密度与电化学极化的关系交换电流密度 J是描述电极处于平衡状态的参量 ,但是它与平衡电极电位 Ee不同 , Ee 是热力学函数 ,而J是动力学函数。
两个 Ee相同的电极 ,其J0可以相差几千倍。
钝化金属阳极极化曲线的测定
二.实验原理
可钝化金属的阳极极化曲线
二.实验原理
图1.CP6型恒电位/恒电流仪面板
二.实验原理
图2.电极连接示意图
三.仪器与试剂
CP6型恒电位仪 金相试样磨光机 饱和甘汞电极、铂电极 不锈钢电极 0.05mol/L H2SO4 电吹风 铁夹、铁架
一台 一台 各一只 一个
钝化金属阳极极化曲线的测定阳极极化曲线的测定阳极极化曲线极化曲线的测定阴极极化曲线的测定金属钝化曲线的测定阳极化处理阳极化表面阳极化处理铬酸阳极化
实验九 钝化金属阳极极化曲线的测定
一. 实验目的
1.掌握CP6恒电位测定极化曲线的 原理和方法。 2.通过阳极极化曲线的测定,判断 实施阳极保护的可能性。 3.掌握恒CP6恒电位/电流电仪的 使用方法。
Preparation
检查线路
Computer
Potentiosat
五.实验结果
不锈钢极化曲线
1
电流 密度 A/cm2
测试试样:不锈钢 浸泡介质:0.05mol/LH2SO4 极化速率:480mv/min 开路 电位:-0.495V
0
-1
1E-4
1E-3
0.01
0.1
电位/v
一个 各一个
四.实验步骤
1.将不锈钢电极在耐水砂纸打磨,再分别用 丙酮和乙醇脱去表面油脂,吹干。 2.按图2连接好测试线路,检查各接头是否 正确。 3.测量不锈钢电极在0.05mol/LH2SO4中的 开路电位。 4.采用CP6恒ation 电源(On)
实验十三 阳极极化曲线的测定
实验十三阳极极化曲线的测定一、实验目的1.掌握用恒电位法测定金属极化曲线的原理和方法。
2.了解极化曲线的意义和应用。
二、实验原理1.阳极极化曲线为了探索电极过程的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,在该研究过程中极化曲线的测定是重要的方法之一。
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,每个电极或电池反应都是在无限接近于平衡条件下进行的,因此电极反应是可逆的。
当有电流通过电池时,则电极的平衡状态被破坏,此时电极反应处于不可逆状态,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。
在有电流通过电极时,由于电极反应的不可逆而使电极电位偏离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位之间关系的曲线称为极化曲线,如图13-1所示。
图13-1 金属极化曲线ab.活性溶解区;b.临界钝化点;bc.钝化过渡区; cd.钝化稳定区; de.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 →M n+ + ne-此过程只有在电极电位大于其热力学电位时才能发生。
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,当阳极电位正到某一数值时,其溶解速度达到一最大值。
此后阳极溶解速度随着电位变正,反而大幅度的降低,这种现象称为金属的钝化现象。
图13-1曲线表明,电位从a点开始上升(即电位向正方向移动),电流密度也随之增加;电位超过b点以后,电流密度迅速减至很小,这是因为在金属表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜;到达c点以后,电位再继续上升,电流仍保持在一个基本不变的很小的数值上;电位升到d点后,电流又随电位的上升而增大。
从a点到b点的范围称为活性溶解区;b点到c点称为钝化过渡区;c点到d点称为钝化稳定区;d点以后称为过钝化区。
对应于c~d段的电流密度称为维钝电流密度。
如果对金属通入维钝电流,再用维钝电流保持其表面的钝化膜不消失,则金属的腐蚀速度将大大降低,这就是阳极保护的基本原理。
碳钢阳极极化曲线测定试验课件
3.从E点到F点的电位范围称为钝化区。在此区域内由于金属的表面状态发 生了变化,使金属的溶解速度降低到最小值,与之对应的电流密度很小,基 本上不随电位的变化而改变。此时的电流密度称为维持钝化的电流密度,其 数值几乎与电位变化无关。注意:凡是能使金属保护层破坏的因素都能使钝 化了的金属从新活化。例如,加热,通入还原性气体,阴极极化,加入某些 活性离子,改变溶液的pH值以及机械损伤等。实验表明,Cl-离子可有效地 使钝化了的金属活化。
4. FC段的电位范围称为过钝化区。在此区阳极电流密度又重新随电位增大而 增大,金属的溶解速度又开始增大,这种在一定电位下使钝化了的金属又重 新溶解的现象叫做过钝化。电流密度增大的原因可能是产生了高价离子(如, 铁以高价转入溶液),如果达到了氧的析出电位,则析出氧气。
77.3 实验步骤 实验仪器: PS-12型恒电位仪、直流稳压电源、铂电极、碳钢电极、 饱和甘汞电极、电解池、氮气、NH4HCO3 电极的接法: 双线:工作电极 红线:辅助电极 蓝线:参比电极
1.从点A到点B的电位范围称金属活化溶解区。此区域内的AB线段是金 属的正常阳极溶解,铁以二价形式进入溶液,即Fe Fe2+ + 2e-。A点称为 金属的自然腐蚀电位。 2.从B点到E点称为钝化过渡区。BE线是由活化态到钝化态的转变过程, B点所对应的电位称为致钝电位,其对应的电流密度I称为致钝电流密度。
实验七十三
碳钢阳极极化曲线的测定
77.1 实验目的
1. 用恒电位法测定碳钢在(NH4)2CO3溶液中的阳极极化曲线。 2. 确定碳钢的致钝电位。
3. 掌握恒电位仪的使用方法。
77.2 实验原理 测定极化曲线实际上是测定有电流流过电极时电极的电位与电流 的关系,极化曲线的测定可以用恒电流和恒电位两种方法。恒电 流法是控制通过电极的电流(或电流密度),测定各电流密度时
表观阳极极化曲线
表观阳极极化曲线1. 概述表观阳极极化曲线是描述金属表面在电化学条件下的氧化和还原反应过程的一种方法。
通过测量电流和电势随时间变化的关系,可以获取金属材料的电化学特性。
表观阳极极化曲线可用于评估金属的耐蚀性能、电解反应的动力学和催化活性等方面。
2. 原理表观阳极极化曲线是在电化学条件下,通过在测试金属表面加上不同电流密度的外加电流,测量金属表面电势随时间变化的过程中得到的图形。
该曲线通常是由阳极极化区、穷尽极化区和阳极溶解区构成。
在阳极极化区,当外加电流密度增大时,金属表面的电势呈线性下降趋势。
这是因为增大的外加电流促使更多的阳极氧化物形成,进而降低了金属表面的电势。
随着外加电流密度进一步增大,极化曲线将会进入穷尽极化区。
在穷尽极化区,尽管继续增加外加电流密度,金属表面的电势却几乎不再变化。
这是因为金属表面出现了局部缺陷,无法形成足够的阳极氧化物。
此时,金属表面的电势趋于稳定,不再随外界电流的变化而变化。
当外加电流密度进一步增加,电势将再次开始下降,进入阳极溶解区。
在阳极溶解区,金属表面开始发生可见的溶解现象,电势的下降速率明显增大。
3. 实验方法进行表观阳极极化曲线的实验需要以下步骤:1.准备金属试样:选择合适的金属材料,制备样品,并确保其表面平整且干净,避免表面积有氧化层或其他污染物。
2.搭建电化学测试系统:使用电化学工作站或相关设备,搭建稳定的电化学测试系统。
确保测试环境稳定且控制准确。
3.测试参数设置:根据需要确定外加电流密度的范围,并设置相应的测试参数。
通常,起始电流密度较小,然后逐渐增加,直至达到设定的最大电流密度。
4.测试曲线获取:通过电化学测试设备实时记录电流和电势随时间的变化,并得到表观阳极极化曲线。
曲线通常以电势为横轴,电流密度为纵轴,绘制出来。
5.数据分析与解释:根据实际测试结果,分析曲线的特征及其中的变化趋势,并对金属材料的电化学性能进行评估与解释。
4. 应用领域表观阳极极化曲线在许多领域都有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:1.腐蚀研究:通过分析表观阳极极化曲线,可以评估金属材料的耐蚀性能,了解其在电化学环境下可能发生的腐蚀程度和行为,为腐蚀防护提供参考。
碳钢电极(阳极)极化曲线的测定(精)
碳钢电极(阳极)极化曲线的测定一、实验目的1、掌握恒电位法测量阳极极化曲线的方法。
2、测量碳钢在碳铵溶液中的钝化曲线。
二、原理动态法,控制电极电位以较慢速度连续改变(扫描),测量对应电势下的瞬时电流。
三、仪器与药品JS-292型恒电位仪; 2mol/L碳酸铵;饱和氯化钾;0.5mol/L硫酸;及硝酸钾盐桥等四、操作:1.按图接好线路。
用三电极。
a.向两小烧杯中分别倒饱和KCl和(NH4)2CO3溶液,放置盐桥;b.分别在溶液中放入碳钢、辅助和参比电极;c.将仪器插孔分别与各电极连接。
2.JS-292型恒电位仪实验操作:a.实验前的准备:正确联接电化学实验装置。
检查220V交流电源是否正常,将K6:; K10:,打开电源开关,将仪器预热30分钟。
b.参比电位的测将K5K60.860左, 即参比电极相对于研究电报的开路电位(平衡电位)。
由于研究电极处于“虚地”点,研究电极相对于参比电极的开路电位即与此数值相同,符号相反。
电极处理方法:把K1。
将K5K4,让K61.0—1.2V,观察到辅助电极上有连续气泡产生,3--5分钟后,将K50.86V左右即好。
C.平衡电位的设置:将K5K4,让K6电位显示为零,该给定电位即是所要设置的平衡电位。
3.极化测量。
将K5K4,让K6a.K1。
K80.02 V,(即过电位数值)。
把K8,读出电流,即为极化电流数值。
b.重复操作a。
c. 当电位降低0.0V后,把K1,使电位增加0.02 V,把K8显示选择开关置于“电流”,读出电流,即为极化电流数值。
d. 量到电位增加到-1.20V,电流大于100mA,可以结束实验。
五、数据处理1.计算恒定(给定)的碳钢电极电位;2.计算对应的电流密度;3.作电流密度对电极电位图;4.讨论各段的意义。
六、思考问题1.参比电位的意义是什么?2.参比电位与给定电位的差的意义是什么?3.研究电极与辅助电极之间有无电流?研究电极与参比电极之间有无电流?4.阳极保护法,碳钢电位应控制在什么范围内?5.是否任何金属都可用阳极保护法防腐?6.甘汞电极构造如何,实验结束为什么要将上面小孔封闭?7.盐桥是如何制备的?。
实验一钝化金属阳极极化曲线的测定一实验目的
图2.1金属极化曲线ab 活性溶解区b 临界钝化点bc 过渡钝化区cd 稳定钝化区de 过(超)钝化区实验一钝化金属阳极极化曲线的测定一实验目的1、掌握用恒电流和恒电位法测定金属极化曲线的原理和方法。
2、通过阳极极化曲线的测定,判定实施阳极保护的可能性,初步选取阳极保护的技术参数。
3、掌握恒电位仪的使用方法。
二实验原理阳极电位和电流的关系曲线叫做阳极极化曲线。
为了判定金属在电解质溶液中采取阳极保护的可能性,选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围,需要测定阳极极化曲线。
阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流发测定。
图2.1是一条典型的阳极极化曲线。
曲线abcde是恒电位法测得的阳极极化曲线。
当电位从a 逐渐向正向移动到b 点时,电流也随之增加到b 点,当电位过b 点以后,电流反而急剧减小,这是因为在金属表面上生成一层高电阻耐腐蚀的钝化膜,钝化开始发生。
人为控制电位的增高,电流逐渐衰减到c 。
在c 点之后,电位若继续增高,由于金属完全进入了钝态,电流维持在一个基本不变得很小的值——维钝电流。
当使电位增高到d 点以后,金属进入了过钝化状态,电流又重新增大。
从a 点到b 点的范围叫活性溶解区,从b 点到c 点叫钝化过渡区,从c 点到d 点叫钝化稳定区,过d 点以后叫过钝化区。
对应于b 点的电流密度叫致钝电流密度,对应于cd 段的电流密度叫维钝电流密度。
若把金属作为阳极,通以致钝电流使之钝化,再用维钝电流去保护其表面的钝化膜,可使金属的腐蚀速度大大降低,这就是阳极保护原理。
用恒电流法测不出上述曲线的bcde 段。
在金属受到阳极极化时其表面发生了复杂的变化,电极电位成为电流密度的多值函数,因此当电流增加到b 点时,电位即由b 点跃增到很正的e 点,金属进入了过钝化状态,反映不出金属进入钝化区的情况。
由此可见只有用行电位法才能测出完整的阳极极化曲线。
本实验采用恒电位仪逐点恒定阳极电位,同时测定对应的电流值,并在半对数坐标纸上绘成φ-lgi 曲线,即为恒电位阳极极化曲线。
镍在不同电解质中的阳极极化曲线的测定
镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定(微型绿色实验)实验背景钢铁,尤其是特种钢及有色金属的年产量是衡量一个国家工业和国防发展水平的重要标志之一。
故世界各国都对本国的钢铁生产给予极大的重视并尽可能扩大钢铁的产量。
然而,由于各种原因,钢铁因腐蚀造成的损失也是惊人的。
据不完全统计,全世界各国每年仅因腐蚀而损耗的钢铁可达到当年钢铁生产总量的十分之一以上。
与此同时,有色金属的腐蚀和防护也是腐蚀研究的重要内容。
因此,金属腐蚀与防护理论及相关防腐技术的研究是与材料、环保、能源乃至其他部门密切相关的,它既有理论意义又有应用价值,既有经济效益又有社会效益。
研究金属腐蚀的方法因腐蚀机理的不同而不同。
在电化学领域,阳极极化曲线是研究金属电化学腐蚀及电化学防腐的基本工具之一,通过对阳极极化曲线的测量和分析,可以获得金属在所给介质中溶解腐蚀和钝化情况的资料,从而为金属的防护提供理论依据。
本实验将利用CHI 电化学分析仪,通过对镍的阳极极化曲线的测定,研究镍在不同电解质中的腐蚀及钝化行为,考察不同添加剂对镍腐蚀行为的影响,最后要求按照规范化的科研论文的格式将研究内容写成论文。
实验提示1、关键词(key worlds )查阅《中国化学化工文摘》和《中国学术期刊文摘》,可用的关键词为:电化学腐蚀,电化学,电极,电化学测量,镍如果你想查阅美国化学文摘(),可以使用的主题词有:Corrosion ,Electrode ,Nickel2、主要参考文献(1)《腐蚀与防护手册》,化工部化工机械研究所编,化学工业出版社出版,575~582页,1990年8月,北京(2)《腐蚀数据与选材手册》,左景伊,左禹编著,化学工业出版社出版,638~661页,1995年10月,北京(3)《中国化学化工文摘》、《中国学术期刊文摘》、美国化学文摘()(4)(英).艾万思著,华保定译,《金属的腐蚀与氧化》,机械工业出版社出版,P179~205,1976年6月,北京。
阳极极化曲线的测定与分析18页PPT
阳极极化曲线的测定与分析
11、战争满足了,或曾经满足过人的 好斗的 本能, 但它—查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果, 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养,只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致,是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂,怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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用恒电流法测不出上述曲线的BCDE段。在 金属受到阳极极化时,其表面发生了复杂 的变化,电极电位成为电流密度的多值函 数,因此当电流增加到B点时,电位即由B 点跃增到E点,金属进入了过钝化状态,反 映不出金属进入钝化区的情况。由此可见, 只有用恒电位法才能测量出完整的阳极极 化曲线。 本实验采用IM6ex电化学工作站测定碳钢试 样在氨水的阳极极化曲线。
4.采用IM6ex电化学工作站进行极化 曲线测定; 5. 数据处理,写好实验报告。
IM6ex电化学工作站的使用方法见后。
五、实验报告要求
1. 附上测试曲线,比较两种溶液中曲线的异同 并分析原因。 2.分析阳极极化曲线各线段和各拐点的意义。 3.初步确定试样在硫酸中进行阳极保护的3个基 本参数。 4.将实验结果记录在表1中。
研究电极
参比电极
辅助电极
图2 实验装置示意图
接线说明:红线夹头接辅助电极 兰线夹头接参比电极 黄黑双线接研究电极
表1 实验数据记录表
致钝电流
I 位范围
/ mV
IM6ex电化学工作站使用方法
接通电源,打开电源开关,开机进入Thales界面; 单击E/I图标,然后选择电极连接方式; 设定参数:扫描电位范围,扫描速率,电流量程 等; 单击开始即可 保存数据,输出曲线图。
图1 可钝化金属的阳极极化曲线
发生。人为控制电位的增高,电流逐渐衰减到C。 在C点之后,电位若继续增高,由于金属完全进入
钝态,电流维持在一个基本不变的很小的值—— 维钝电流ip。当电位增高到D点以后,金属进入了 过钝化状态,电流又重新增大。从A点到B点的范 围叫活化区,从B点到C点叫活化-钝化过渡区, 从C点到D点叫钝化稳定区,过D点以后叫过钝化 区。对应于B点的电流密度叫致钝电流密度ipp,对 应于C点或D点的电流密度叫维钝电流密度ip。
极化曲线的测定 与分析
主讲教师:谭小平
一、实验目的
1. 了解自腐蚀电位、致钝电位和维钝电位、过钝 化电位以及致钝电流密度和维钝电流密度等概 念; 2. 掌握恒电位法测定阳极极化曲线的原理和方 法; 3. 通过阳极极化曲线的测定,判定实施阳极保护 的可能性,初步选取阳极保护的技术参数; 4. 掌握IM6ex电化学工作站的使用方法。
二、实验原理
将一种金属(电极)浸在电解液中,在金属与溶液之间就会 形成电位,这种电位称为该金属在该溶液中的电极电位。 当有外加电流通过此电极时,其电极电位会发生变化,这 种现象称为电极的极化。如果电极为阳极,则电极电位将 向正方向偏移,称为阳极极化;对于阴极,电极电位将向 负方向偏移,称为阴极极化。电极电位随电流密度变化的 关系曲线称为极化曲线。为了判定金属在电解质溶液中采 取阳极保护的可能性,选择阳极保护的3个主要技术参 数—致钝电流密度、维钝电流密度和钝化区的电位范围, 需要测定阳极极化曲线。 阳极极化曲线可以用恒电位法和恒电流法测定。图1是一 条较典型的阳极极化曲线。曲线ABCDE是恒电位法(即维 持电位恒定,测定相对应的电流值)测得的阳极极化曲线。 当电位从A逐渐正向移动到B点时,电流也随之增加到B点, 当电位过B点以后,电流反面急剧减小,这是因为在金属 表面上生成了一层高电阻耐腐蚀的钝化膜,钝化开始
三、实验设备及材料
IM6ex电化学工作站, 饱和甘汞电极,铂电极, 硫酸溶液(10%),硫酸溶液(10%)+硫尿, 盐桥+鲁金毛细管, 试件固定夹具, 电解池, 金相试样磨光机,砂纸, 碳钢、不锈钢试件(如10×10)。
四、实验步骤与方法
1.将加工到一定粗糙度的试件依次用400、600 及800号水磨砂纸打磨,把试件安装在夹具上 分别用丙酮和乙醇脱除表面的油脂,用电吹 风吹干待用。 2.按图2接好测试线路,检查各接头是否正确, 盐桥是否导通。 3.设定实验参数:电压范围:-0.5v~2.0v,扫描 速度:5mv/s, 电流量程:-500mA~500mA。
注意事项
1. 电化学测量系统在使用过程中必须严格按照操作规 程进行,电解池三支电极都必须良好接通,如果要更换或处理电 极必须停止外加电位。 2. 采用三电极电解池,其中一支设计成鲁金毛细管,这是参比电极 的专用插口,工作电极必须尽可能靠近鲁金毛细管以减小溶液欧 姆降对测量的影响。 3. 在电化学测量中,对电极(尤其是固体电极)的要求甚严,必须 按要求进行预处理,否则很难得到重现的实验结果;严重时,甚 至会歪曲实验结果。 4. 在使用电化学工作站时,电流档应从高到低选择,否则实验数据 会溢出。
思考题
1. 什么叫恒电位法?什么叫恒电流法?测定可钝 化金属的阳极极化曲线时必须采用那种方法, 为什么? 2. 如何判断阴极极化与阳极极化? 3. 测量极化曲线时,为什么要选用三电极电解 池?能否选用二电极电解池测量极化曲线,为 什么? 4.使用电化学测量系统有哪些注意事项?