腐蚀电极体系的极化行为

log I
-
+
12
即可以用活泼金属来保
护欠活泼金属，在工作 时活泼金属被优先溶解，
学
也称之为牺牲阳极！
化
电
学
大
江
浙
13
电 ( - ea )/(RT)] 学 - ic0exp[-2n F ( - ec )/(RT)]- exp[(1- 2) n F
大 ( - ec )/(RT)]
江
浙
5
我们通过仪器可以测量腐蚀金属电极的外电流及其电位，它们之间
的关系可近似满足如下等式（前提是： ① e, a<< e, c；
② << e, c；③ >> e, a ）：
斜率即为Tafel斜率。此时电极表面只发生一
江大 个电极反应（另一个可忽略） 浙
9
2H++2e → H2
Fe -2e → Fe2+
学
化
电
学
大
江
浙
10
一个思考题
请问若将Fe与Cu
学 短接，则
Fe
Ni
化（1）Fe与Ni的 电 腐蚀速度将分别
大学 HCl溶液
有何变化？ （2）Fe及Ni上
浙江 corr= -0.5V
( a e,c + c e,a )
自然腐蚀 状态下的
稳定电位
学电化 iK
c
a
= (i 0 ) a + c (i 0 ) a + c
a
c
exp(e,c − e,a ) a + c
与腐蚀电 流
大 corr可测，但iK不可测。
江 就像对于单电极反应而言， e可测，但i0不 浙 可测一样。
3
e,c
+
学 log ic,1 log ia,1
1.5 1.0 0.5
学 化
0.0
电
-0.5
-1.0 lg ik
-1.5
学 大
-800
江-700
-600
浙
-500
/ mV
corr= -400 mV
-400
-300
-200
a：26.05 mV
Icorr = 0.1 mA·cm-2
c：52.11 mV
8
极化曲线在腐蚀电位附近称为弱极化区，这
化学 时电极表面同时发生阴极反应和阳极反应。 电 可以看出，在电位偏离corr较大时，log i~ 学 近似为直线，该区域称为强极化区，直线的
学 化 10.3.2 腐蚀电极corrosion electrode（多电
电 极multi-electrode、混合电极mixed 学 electrode ）体系的极化行为 大 江 浙
2
为何要对腐蚀电极进行极化？
学 corr
=
ac a + c
(ln i0 − ln i0 ) + 1
c
a a + c
第二部分：电化学的应用
《电化学》第32讲
第10章 腐蚀电化化学学 电 Corrosion Electrochemistry
学 大 10.3 腐蚀电化学动力学 江 Kinetics of corrosion electrochemistry 浙 10.3.2. 腐蚀电极体系的极化行为
Polarization curves of corrosion electrode system
corr= -0.1V
的析氢速度又分 别有何变化？
11
将两种金属相连后,
e,H
析氢：
活泼金属的腐蚀速
Ni腐蚀 减慢
学 Fe上减慢
Ni上加速
Fe腐蚀 加速
度得到加速, 而惰性
金属的腐蚀得到抑
化制.
e,Ni e,Fe
电 -0.1 V 学 -0.5 V
-0.3 V
大 江 浙
但氧化介质的还原
速度在活泼金属上 得到抑制, 而在惰性 金属上得到促进.
学
电化 iI=
i
0
a
exp(
− e,a a
)
−
i
0
c
exp(e,c − c
)
学
大 iI= ik [exp( a ) − exp(− c )]
a
=
RT
(1 − a )nF
江 浙 其中 = - corr
c
=
RT
( c )nF
问: 是过电位吗?
6
I / mA cm-2
250
200 Ii = ik [exp( a ) − exp(− c )]
净电流： ia,1-ic,1
1
化
corr
电
e,a
学 2
大 log ia,2
log ic,2
净电流： ia,2-ic,2
江 log ik
浙 < corr，I净 < 0，外电路测得净的阴极电流；
> corr，I净 > 0，外电路测得净的阳极电流 4
学
I净 = Ia – |Ic| = Ia + Ic
化
= ia0exp[(1- 1)n F ( - ea )/(RT)]- exp[- 1n F
150 100
学
50
i=0
0
-50
化 电
-100 -150
学
-200
-250 -800
大
江-700
-600
-500
corr = -400 mV
-400
-300
-200
浙
ຫໍສະໝຸດ Baidu
/ mV
a：26.05 mV
icorr = 0.1 mA·cm-2
c：52.11 mV
7
2.5
lgI / mA cm-2
2.0