极化曲线试验报告

1、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+面上同时进行两个电极反应:Fe Fe2+ + 2e (b)2H+ + 2e H2 (c)反应(b)、(c)称为共轴反应

2、。正是由丁反应(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 1(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 州的溶解速率， 而维持 I(Fe) , I(H)相等时的电势 称为 Fe/ H琳系的自腐蚀电势 cor。Igl图 12-1 Fe 的极化曲线图 12- 1 是 Fe 在 H呻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 F

3、e 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。由丁反应(c)是由迁越步骤所控制，所以符合塔菲 尔(Tafel)半对数关系，即：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。由丁 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：= % + 垢lgI知/4如 T 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，理论上应交丁一点(z) ,z 点的纵坐标就是

4、，腐蚀电流 Icor 的对数，而 z 点的横坐标则表示自腐蚀电势cor 的大小。包电势方法和包电流方法的简单线路如图12-3 所示:（a）包电势法（b）包电流法图 12-3 包电势和包电流测量原理Ba-低压稳压电源；Bb-稳压电源；Ra-低电阻；Rb-高电阻 A-精密电流表 V-高阻抗毫伏计；L-鲁金毛细管；W-工作电极；C-辅助电极；r -参考电 极；三、仪器药品仪器:电化学分析仪，电解池、辅助电极钳电极、带盐桥的饱和甘汞电极、工 作电极碳钢药品：粒度为 400、600 号砂纸。实验溶液：（1） 1mol/L 的 HCl 溶液，中性水溶液；蒸僻水；四、实验步骤1.仪器装置及电极处理采用三室电

5、解池。辅助电极室和工作电极室之间采用玻璃砂隔板。工作电极为铁电极，与钳电极相对，工作电极的结构见 5 所示。工作电极先后用 400/600 粒度的砂纸抛光，水冲洗干净，将电极固定在电极杆上， 擦拭干净后待用。图 12-4包电势法测定极化曲线装置图1.饱和甘汞电极;2. Fe 工作电极 3.钳片辅助电极;4&5.玻璃沙隔板2.线性扫描伏安法测量铁的极化曲线在工作站中选择线性扫描伏安法(LinearSweepVoltammetry),设置电位范 围为一 0.5V+0.8V，扫描速率为 3mV/s,可由仪器自动获得整个的极化 曲线。所采用的扫描速率(即电势变化的速率)需要根据研究体系的性质选

6、定。一般来讲，电极表面建立稳态的速率越慢，扫描速率就应越慢。按顺序依次测定第(1)、(2)组溶液体系下的极化曲线。测完之后，应使仪器复原，活洗电极，记录室温。五、数据处理1.由 ORIGIN 画图，由二条切线的交点 z 求 co、Icor、jcor (mAcm2)。并分别求出斜率 bH和 bFe。注：自腐蚀电流密度 jcor与自腐蚀速率的换算关系如下,M搞二373XW4一项n式中 u为腐蚀速率(g/m2 h) , jcor为自腐蚀电流密度，M为金届的摩尔质量 (g/mol) , n为金届的原子价2.由极化曲线求钝化电势p、钝化电流 Ip 和钝化电流密度 ip。MnF牛铜棒曷局聚乙烯工作或电极图 12-5 工作电极ParameterValue ErrorParameterValueErrorAB-4.72304-4.01949-AB0.217596.30474- RSD NPRSD NP-1020.00011020.0001 交点(-0.476708464, -2.80900673)缓蚀剂浓度(mg/L)1mol/L缓蚀率腐蚀电流icorr (A/cm2)塔菲尔斜率ba (V)塔菲尔斜率bc (V)自然电位Eocp (V)0.0015523626.30474