实验八十线性电位法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为ppt课件

1、实验八十实验八十 线性电位扫描法测定镍在硫酸线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为溶液中的钝化行为主讲教师：刘文萍吉首大学化学实验教学中心实验八十 线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为1、什么是极化？什么是极化曲线？阳极极化电极电势如何变化？阴极极化电极电势又如何变化？2、什么是金属的钝化？3、金属为什么会由活化形状转变为钝化形状？4、影响金属钝化过程的要素有哪些？5、阳极极化曲线为什么要用恒电位法而不能用恒电流法？6、在恒电位法测定极化曲线时，何谓静态法？何谓动态法？7、在阳极极化曲线丈量线路中，参比电极和辅助电极各起什么作用？8、如何测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线？预习提问1了

2、解金属钝化行为的原理和丈量方法；2掌握用线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的阳极极化曲线和钝化行为；3测定C1-浓度对Ni钝化的影响。一、实验目的二、实验原理1 1、金属的钝化、金属的钝化金属处于阳极过程时会发生电化学溶解，其反响式为： M Mn+ + ne- 在金属的阳极溶解过程中，其电极电势必需大于其热力学电势，电极过程才干发生。这种电极电势偏离其热力学电势的行为称为极化。当阳极极化不大时，阳极过程的速率(即溶解电流密度)随着电势变正而逐渐增大，这是金属的正常溶解。但当电极电势正到某一数值时，其溶解速率到达最大，而后，阳极溶解速率随着电势变正，反而大幅度降低，这种景象称为金属的钝化。金属钝化

3、普通可分为：化学钝化和电化学钝化。 二、实验原理1、金属的钝化 金属之所以由活化形状转变为钝化形状，目前对此问题有着不同看法金属之所以由活化形状转变为钝化形状，目前对此问题有着不同看法:1氧化膜实际氧化膜实际:在钝化形状下，溶解速度的猛烈下降，是由于在金属外表上构在钝化形状下，溶解速度的猛烈下降，是由于在金属外表上构成了具有维护性的致密氧化物膜的缘故。成了具有维护性的致密氧化物膜的缘故。2吸附实际吸附实际:这是由于外表吸附了氧，构成氧吸附层或含氧化物吸附层，因此这是由于外表吸附了氧，构成氧吸附层或含氧化物吸附层，因此抑制了腐蚀的进展。抑制了腐蚀的进展。3延续模型实际延续模型实际:开场是氧的吸附

4、，随后金属从基底迁移至氧吸附膜中，然后开场是氧的吸附，随后金属从基底迁移至氧吸附膜中，然后开展为无定形的金属开展为无定形的金属-氧基构造。氧基构造。 各种金属在不同介质或一样介质中的钝化缘由不尽一样，因此很难简单地用单各种金属在不同介质或一样介质中的钝化缘由不尽一样，因此很难简单地用单一实际予以概括。一实际予以概括。二、实验原理2、影响金属钝化过程的几个要素1溶液的组成 溶液中存在的H+、卤素离子以及某些具有氧化性的阴离子对金属钝化景象起着显著的影响。在中性溶液中，金属普通是比较容易钝化的；而在酸性或某些碱性溶液中要困难得多。 2金属的化学组成和构造 各种纯金属的钝化才干均不一样，以Fe、Ni

5、、Cr种金属为例，易钝化的顺序CrNiFe。 3外界要素 当温度升高或加剧搅拌，都可以推迟或防止钝化过程的发生。这显然是与离子的分散有关。在进展丈量前，对研讨电极活化处置的方式及其程度也将影响金属的钝化过程。二、实验原理二、实验原理3、研讨金属钝化的方法、研讨金属钝化的方法 电化学研讨金属钝化通常有两种方法：恒电流法和恒电势电化学研讨金属钝化通常有两种方法：恒电流法和恒电势法。由于恒电势法能测得完好的阳极极化曲线，因此，在金属法。由于恒电势法能测得完好的阳极极化曲线，因此，在金属钝化研讨中比恒电流法更能反映电极的实践过程。用恒电势法钝化研讨中比恒电流法更能反映电极的实践过程。用恒电势法丈量金属

6、钝化可有以下两种方法。丈量金属钝化可有以下两种方法。1静态法静态法 将研讨电极的电势恒定在某一数值，同时丈量相应极化情将研讨电极的电势恒定在某一数值，同时丈量相应极化情况下到达稳定后的电流。况下到达稳定后的电流。 2动态法动态法 将研讨电极的电势随时间线性延续地变化，同时记录随电将研讨电极的电势随时间线性延续地变化，同时记录随电势改动而变化的瞬时电流，就可得完好的极化曲线图。势改动而变化的瞬时电流，就可得完好的极化曲线图。 虽然静态法的丈量结果较接近静态值，但丈量时间太长，所虽然静态法的丈量结果较接近静态值，但丈量时间太长，所以，在实践任务中常采用动态法来丈量。本实验亦采用动态法。以，在实践任

7、务中常采用动态法来丈量。本实验亦采用动态法。 二、实验原理二、实验原理4、金属的钝化曲线、金属的钝化曲线ic 一临界钝化电流一临界钝化电流Ec 一临界钝化电位一临界钝化电位ip 一稳定钝化电流一稳定钝化电流AB一活性溶解区一活性溶解区BC一过渡钝化区一过渡钝化区CD一稳定钝化区一稳定钝化区DE一过钝化区一过钝化区三、仪器与试剂三、仪器与试剂 1仪器 2试剂CHI电化学分析仪(包括计算机) 1台研讨电极(直径为0.5cm的Ni圆盘电极) 1支饱和甘汞电极0.1molL-l H2SO4作盐桥) 1支辅助电极 (Pt丝电极) 1支三电极电解池 1个金相砂纸(02和06 )0.1 molL-lH2SO

8、4溶液，1molL-l KCl溶液，蒸馏水。四、实验步骤 本实验用线性电势扫描本实验用线性电势扫描法分别丈量法分别丈量Ni在在0.1 molL-l H2SO4、0.1 molL-l H2SO4+0.01 molL-l KCl、0.1 molL-l H2SO4+0.04 molL-l KCl和和0.1 molL-l H2SO4+0.1 molL-l KCl在在溶液中的阳极极化曲线。溶液中的阳极极化曲线。讨论氯离子浓度、溶液pH值，扫描速率对Ni电极钝化的影响。实验终了，清洗电极、电解池，将仪器恢复原位，桌面擦干净。影响因素影响因素电解质溶液组成电解质溶液组成扫描速度扫描速度1、重现性、重现性(3

9、次）次）0.1 molL-l H2SO4 30mL0.01V/s2、温度、温度400.1 molL-l H2SO4 30mL0.01V/s3、扫描速度、扫描速度0.1 molL-l H2SO4 30mL0.1V/s0.1 molL-l H2SO4 30mL1.0V/s4、酸的浓度、酸的浓度0.1 molL-l H2SO4 30mL1 molL-l H2SO4 5mL0.01V/s0.1 molL-l H2SO4 30mL1 molL-l H2SO4 10mL0.01V/s5、Cl-浓度浓度0.1 molL-l H2SO4 30mL1molL-l KCl 0.1mL0.01V/s0.1 molL

10、-l H2SO4 30mL1molL-l KCl 0.2mL0.01V/s0.1 molL-l H2SO4 30mL1molL-l KCl 0.5mL0.01V/s测定不同条件下镍的钝化曲线，分析各要素对镍钝化的影响测定不同条件下镍的钝化曲线，分析各要素对镍钝化的影响五、本卷须知1每次丈量前任务电极必需用金相砂纸打磨和清洗干净。2本实验中当KCl浓度0.02 molL-l时，钝化电流会明显增大，而稳定钝化区间(CD段)会减小，此时的过钝化电流(DE段)也会明显增大，为了防止损伤任务电极，一旦当DE段的电流到达3-4mA时应及时停顿实验，此时只需点击工具栏中的停顿键“即可。3在电化学丈量实验中，

11、常用电流密度替代电流，由于电流密度的大小就是电极反响的速率。同时实验图中电位轴上应标明是相对于何种参比电极。六、数据记录和处置室温:_气压：_ 分别在极化曲线图上找出分别在极化曲线图上找出E E钝、钝、i i钝及钝化区间，并钝及钝化区间，并将数据记录到表中。将数据记录到表中。溶液溶液组成组成开路开路电位电位（V）初始初始电位电位（V）钝化电钝化电位位E钝钝 / V钝化电钝化电流流i钝钝 / mA钝化稳定钝化稳定区间（区间（CD）钝化稳定区钝化稳定区电流电流i钝钝 / mA 比较不同条件下的钝化曲线，并讨论所得实验结果及比较不同条件下的钝化曲线，并讨论所得实验结果及曲线的意义。曲线的意义。七、思索题七、思索题1在丈量前，为什么电极在进展打磨后，还需进阴极极化处置?2假设扫描速率改动，测得的E钝和i钝有无变化?为什么?3当溶液pH发生改动时，Ni电极的钝化行为有无变化?4在阳极极化曲线丈量线路中，参比电极和辅助电极各起什么作用？1阳极上由于极化使电极电势变大， 阴极上由于极化使电极电势变小。2对电解池，电解时电流密度愈大，分解电压愈大，耗费的能量也愈多；对原电池，放电时电流密度愈大，原电池的电动势愈小，所能做的电功也愈小。3电流密度为零时，无论是电解池还是原电池，其两极的电极电势差与可逆电池电动势相等。阴阴，可逆阴，析出阳阳，可逆阳，析出八、补充