物理化学实验课件(1)

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二 极化曲线的的测定的原理
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。
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
”。
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四 实验步骤
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三 仪器试剂
图2-19-2三室电解槽 1.研究电极; 2.参比电极; 3.辅助电极
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三 仪器试剂
恒电位仪
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四 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。
或人为自行规定每次电流恒定的时间。
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三、 仪器试剂
【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·dm3H2SO4溶液；丙酮溶液
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二 极化曲线的的测定的原理
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
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二 极化曲线的的测定的原理
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：
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。
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二 极化曲线的的测定的原理
实验九 极化曲线的测定
指导教师： 刘 杰
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一 、极化曲线的的测定目的要求
【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。
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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：
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二 极化曲线的来自百度文库测定的原理
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。
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二 极化曲线的的测定的原理
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。
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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。
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二 极化曲线的的测定的原理
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。
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二 极化曲线的的测定的原理
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。
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二 极化曲线的的测定的原理
(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，