铁的极化曲线的测定ppt课件

1、铁的极化曲线的测定铁的极化曲线的测定实验目的实验目的 掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。经过测定和实验技术。经过测定Fe在在H2SO4、HCl溶液中的阴极极化、阳极极化曲线，溶液中的阴极极化、阳极极化曲线，求算求算Fe的自腐蚀电位，自腐蚀电流和钝的自腐蚀电位，自腐蚀电流和钝化电势、钝化电流等参数。化电势、钝化电流等参数。 了解了解Cl-离子，缓蚀剂等要素对铁电极极离子，缓蚀剂等要素对铁电极极化的影响。化的影响。 讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的运讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的运用。用。Icorr为Fe在H2SO4溶液中的自腐蚀电流 实验原理实验原

2、理图1 Fe的极化曲线金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的金属的电化学腐蚀是金属与介质接触时发生的自溶解过程。例如自溶解过程。例如 Fe Fe2+2e (1) 2H+2e H2 (2)实验原理实验原理Fe将不断被溶解，同时产生将不断被溶解，同时产生H2。Fe电极和电极和H2电极及电极及H2SO4溶液构成了腐蚀原电池，溶液构成了腐蚀原电池，其腐蚀反响为：其腐蚀反响为：Fe+2H+ Fe2+H2 (3)这就是这就是Fe在酸性溶液中腐蚀的缘由。在酸性溶液中腐蚀的缘由。实验原理实验原理 l 当电极不与外电路接通时，其净电流为零。即当电极不与外电路接通时，其净电流为零。即Icorr=IFe=-IH0

3、Icorr=IFe=-IH0。l 图图1 1中中rara为阴极极化曲线。当对电极进展阴极为阴极极化曲线。当对电极进展阴极极化，即加比极化，即加比EcorrEcorr更负的电势，反响更负的电势，反响11被抑被抑制，反响制，反响22加速，电化学过程以加速，电化学过程以H2H2析出为主，析出为主，这种效应称为这种效应称为“阴极维护阴极维护 . .塔菲尔塔菲尔(Tafel)(Tafel)半对数关系，即：半对数关系，即：实验原理实验原理 l 图图1 1中中abab为阳极极化曲线。当对电极进展阳极为阳极极化曲线。当对电极进展阳极极化时，即加比极化时，即加比EcorrEcorr更正的电势，那么反响更正的电势

4、，那么反响22被抑制，反响被抑制，反响11加速，电化学过程以加速，电化学过程以FeFe溶溶解为主。符合解为主。符合实验原理实验原理图2 Fe的钝化曲线致钝电位 Ip致钝电流 实验原理实验原理l abc段是段是Fe的正常溶解，生成的正常溶解，生成Fe2+，称，称为活化区。为活化区。l cd段称为活化钝化过渡区。段称为活化钝化过渡区。实验原理实验原理l de段的电流称为维钝电流段的电流称为维钝电流 此段电极处于比较稳此段电极处于比较稳定的钝化区定的钝化区, Fe2+离子与溶液中的离子构成离子与溶液中的离子构成FeSO4沉淀层，阻滞了阳极反响，由于沉淀层，阻滞了阳极反响，由于H+不不易到达易到达Fe

5、SO4层内部，使层内部，使Fe外表的外表的pH增大，增大，Fe2O3、Fe3O4开场在开场在Fe外表生成，构成了外表生成，构成了致密的氧化膜，极大地阻滞了致密的氧化膜，极大地阻滞了Fe的溶解，因此的溶解，因此出现钝化景象。出现钝化景象。 ef段称为过钝化区段称为过钝化区 实验原理实验原理丈量方法丈量方法 图中W表示研讨电极、C表示辅助电极、r表示参比电极。参比电极和研讨电极组成原电池，可确定研讨电极的电位。辅助电极与研讨电极组成电解池，使研讨电极处于极化形状。图3 恒电位法原理表示图在实践丈量中，常采用的恒电势法有以下两种：在实践丈量中，常采用的恒电势法有以下两种： 静态法：将电极电势较长时间

6、地维持在某一恒静态法：将电极电势较长时间地维持在某一恒定值，同时丈量电流密度随时间的变化，直定值，同时丈量电流密度随时间的变化，直到电流根本上到达某一稳定值。如此逐点地到电流根本上到达某一稳定值。如此逐点地丈量在各个电极电势下的稳定电流密度值，丈量在各个电极电势下的稳定电流密度值，以获得完好的极化曲线。以获得完好的极化曲线。丈量方法丈量方法l 动态法：控制电极电势以较慢的速度延续地动态法：控制电极电势以较慢的速度延续地改动扫描，并丈量对应电势下的瞬时电改动扫描，并丈量对应电势下的瞬时电流密度，并以瞬时电流密度值与对应的电势流密度，并以瞬时电流密度值与对应的电势作图就得到整个极化曲线。所采用的扫

7、描速作图就得到整个极化曲线。所采用的扫描速度即电势变化的速度需求根据研讨体系度即电势变化的速度需求根据研讨体系的性质选定。的性质选定。丈量方法丈量方法l 动态法：普通说来，电极外表建立稳态的速动态法：普通说来，电极外表建立稳态的速度越慢，那么扫描也应越慢，这样才干使测度越慢，那么扫描也应越慢，这样才干使测得的极化曲线与采用静态法测得的结果接近。得的极化曲线与采用静态法测得的结果接近。丈量方法丈量方法 CHI660A电化学任务站1台；电解池1个； 硫酸亚汞电极参比电极、Fe电极研讨电极、Pt片电极辅助电极各1支。 0.1molL-1、1molL-1H2SO4溶液； 1molL-1HCl溶液； 乌

8、洛托品缓蚀剂仪器与药品仪器与药品 1. 电极处置：用金相砂纸将铁电极外表打磨平整光亮，用蒸馏水清洗后滤纸吸干。每次丈量前都需求反复此步骤，电极处置得好坏对丈量结果影响很大。2.丈量极化曲线： 1翻开CHI660A任务站的窗口。实验步骤实验步骤2.丈量极化曲线： 2将三电极分别插入电极夹的三个小孔中，使电极进入电解质溶液中。将CHI工 作站的绿色夹头夹Fe电极，红色夹头夹Pt片电极，白色夹头夹参比电极。实验步骤实验步骤2.丈量极化曲线： 3测定开路电位。点击“TTechnique选中对话框中“Open Circuit Potential-Time实验技术，点击“OK。点击“parameters选

9、择参数，可用仪器默许值，点击“OK。点击“开场实验，测得的开路电位即为电极的自腐蚀电势Ecorr。 实验步骤实验步骤o 2.丈量极化曲线：丈量极化曲线：o 4开路电位稳定后，测电极极化曲线。开路电位稳定后，测电极极化曲线。点击点击“T选中对话框中选中对话框中“Linear Sweep Voltammetry实验技术，点击实验技术，点击“OK为为使使Fe电极的阴极极化、阳极极化、钝化、过电极的阴极极化、阳极极化、钝化、过钝化全部表示出来。钝化全部表示出来。实验步骤实验步骤 初始电位初始电位Init E设为设为“-1.0V，终态电，终态电位位Final E设为设为“2.0V，扫描速率，扫描速率Sc

10、an Rate设为设为“0.01V/s灵敏度灵敏度sensivitivty设为设为“自动，其它可用自动，其它可用仪器默许值，极化曲线自动画出。仪器默许值，极化曲线自动画出。实验步骤实验步骤3按1、2步骤分别测定Fe电极在0.1 molL-1和1molL-1H2SO4溶液，1.0 molL-1 HCl溶液及含1%乌洛托品的1.0 molL-1 HCl溶液中的极化曲线。4. 实验终了，清洗电极、电解池，将仪器恢复原位，桌面擦拭干净。实验步骤实验步骤 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

11、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。数据处置数据处置3600Mi/nF 其中：其中：腐蚀速度腐蚀速度gm-2h-1；i钝化电流密度钝化电流密度Am-2；MFe的的摩尔质量摩尔质量gmol-1；F法拉第常数法拉第常数Cmol-1；n发生发生1mol电极反响电极反响得失电子的物质的量。得失电子的物质的量。数据处置数据处置o 测定前仔细了解仪器的运用方法。测定前仔细了解仪器的运用方法。o 电极外表一定要处置平整、光亮、干净，不能电极外表一定要处置平整、光亮、干净，不能有点蚀孔。有点蚀孔。本卷须知本卷须知1平衡电极电位、自腐蚀电位有何不同。平衡电极电位、自腐蚀电位有何不同。2分析分析H2SO4浓度对浓度对Fe钝化在影响。比较盐钝化在影