实验5线性极化法测量金属Zn腐蚀的极化电阻实验报告

1、 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、实验目的了解极化电阻R的含义；P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：Zn_2e-Zn2+2H+2eTH2而在碱性溶液中，金属Zn的电化学腐蚀反应为：Zn+2OH-2eTZn(OH)22H

2、O+2eTH+2OH-22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，此时金属Zn的电位即是腐蚀电位q。腐腐在实际应用中，不容易测得比较准确的ij直，通常根据极化电阻Rp的测量值来判断腐蚀体系的腐蚀腐速率的大小。腐蚀金属电极的极化曲线在腐蚀电位9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1MH2SO4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A10mV时，极化电流i与极化电位A

3、q之间存在着线性规律。通过线性部分的拟合可以求得：pi也即是说极化电阻Rp为该直线的斜率的倒数，其单位是Qcm2。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值越小，即是腐蚀速腐率越小。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；0.2MZnCl2溶液；0.2MKOH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

4、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，选择菜单中的“T后，选择“OpenCircuitPotential测出开路电位；选择“线性扫描伏安”功能，从屮-30mV的电位开始扫描，终止电位是屮+30mV，扫描速率是开路开路0.3mV/s。更换电解液为0.2MKOH溶液，参比电极为Hg/HgO电极。重复上述步骤。测量金属Zn在0.2MKOH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0.2MZnCl2溶液和0.2MKOH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0.2MZnCl2溶液中的开路电位为屮=-1.0462V因为参比电极甘

5、汞电极标准电极电势为0.244V所以屮=-1.0462+0.244=-0.8022V实验测得在0.2MKOH溶液中的开路电位屮=-1.3100V因为Hg/HgO电极电位0.114V所以屮=-1.31V+0.114V=-1.196V由此可得金属Zn电极在0.2MZnCl2溶液的开路电位正于在0.2MKOH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0.2MZnCl2溶液图2金属Zn电极在0.2MKOH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0.2MZnCl2溶液中，拟合直线斜率l=3.76*10A-3即倒数Rp为266.14Q如图3所示，