实验5线性极化法测量金属Zn腐蚀的极化电阻实验报告.doc

华 南 师 范 大 学 实 验 报 告学生姓名学 号20专 业新能源材料与器件年级、班级2014课程名称电化学实验实验项目线性极化法测量金属Zn腐蚀的极化电阻实验类型 验证 设计 综合实验时间2016年5月4日实验指导老师吕东生实验评分一、实验目的 1. 了解极化电阻Rp的含义;2. 掌握线性极化法测量金属腐蚀的极化电阻。二、实验原理 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，由于金属Zn具有较负的电极电位，当它与电解质溶液接触时，将会发生电化学腐蚀。在酸性或中性溶液中，金属Zn的电化学腐蚀反应为：而在碱性溶液中，金属Zn的电化学腐蚀反应为：在金属Zn上进行电化学腐蚀的过程中，如果外电路无电流流过时，金属Zn的阳极溶解速率与其表面析氢速率相等，该速率就是Zn的腐蚀速率，用电流密度i腐，此时金属Zn的电位即是腐蚀电位腐。在实际应用中，不容易测得比较准确的i腐值，通常根据极化电阻Rp的测量值来判断腐蚀体系的腐蚀速率的大小。腐蚀金属电极的极化曲线在腐蚀电位腐处切线的斜率称为该腐蚀金属电极的 “极化电阻”。本实验采用线性极化法来测定Rp的值。图1. 某腐蚀电极在1M H2SO4溶液中线性电位扫描曲线(虚线为线性拟合线)，扫速0.3mV/s.线性极化的含义即是指在腐蚀电位附近，当10mV时，极化电流i与极化电位之间存在着线性规律。通过线性部分的拟合可以求得：也即是说极化电阻Rp为该直线的斜率的倒数，其单位是cm2。的单位是V，而i的单位是A/cm2。Rp的值可以用来衡量腐蚀速率的大小，它的值越大，表明腐蚀电流i腐值越小，即是腐蚀速率越小。三、实验器材CHI电化学工作站；甘汞电极；Hg/HgO电极；铂电极；金属Zn电极；0.2M ZnCl2溶液；0.2M KOH溶液；1200目细砂纸；高压氮气；电解池四、实验步骤1.预处理电极：微微沾水后用细砂纸仔细打磨研究电极，清洗电解池，加入1/3体积的0.2MZnCl2溶液2.向溶液中通入N2气5min，除去其中的氧气。打开电化学工作站，并将铂电极、Zn电极和参比电极（ZnCl2溶液为甘汞电极，KOH溶液为Hg/HgO电极）放入电解池中，3.选择菜单中的“T”后，选择“Open Circuit Potential”测出开路电位；4. 选择“线性扫描伏安”功能，从开路-30mV的电位开始扫描，终止电位是开路+30mV，扫描速率是0.3mV/s。5. 更换电解液为0.2M KOH溶液，参比电极为Hg/HgO电极。重复上述步骤。测量金属Zn在0.2M KOH溶液中的线性极化曲线。五、数据处理与分析1. 将测得的金属Zn电极在0.2M ZnCl2溶液和0.2M KOH溶液中的开路电位转换成氢标电极后进行比较；实验测得在0.2M ZnCl2溶液中的开路电位为=-1.0462V 因为参比电极甘汞电极标准电极电势为0.244V所以=-1.0462+0.244=-0.8022V实验测得在0.2M KOH溶液中的开路电位=-1.3100V 因为Hg/HgO电极电位0.114V所以=-1.31V+0.114V=-1.196V由此可得金属Zn电极在0.2M ZnCl2溶液的开路电位正于在0.2M KOH溶液中的开路电位2. 在两张图中分别作出金属Zn电极在两种溶液中的线性极化曲线，并进行线性拟合，求出极化电阻Rp的值。说明金属Zn在哪一个溶液中更容易发生腐蚀。图2 金属Zn电极在0.2M ZnCl2溶液 图2 金属Zn电极在0.2M KOH溶液的线性极化曲线（虚线为线性拟合线） 的线性极化曲线（虚线为线性拟合线）如图2所示，在0.2M ZnCl2溶液 中，拟合直线斜率1=3.76*10-3 即倒数Rp为266.14如图3所示，在0.