1.阴极极化曲线的测量

实验一恒电流法测定阴极极化曲线、实验目的1、掌握恒电流法测定阴极极化曲线的基本原理和方法；2、学习分析极化曲线的方法。

、基本原理极化是电化学术语，含有偏离的意思，它是以热力学平衡电位为基点的偏离。

通常，阴极的电位偏离其自然腐蚀电位向负的方向移动，叫做阴极极化，反之为阳极极化。

使之偏离的方式可以不同，借外电路通以电流达到电极电位偏离平衡电位是常见的基本方式，这电流称为极化电流，电极电位与平衡电位之差称为极化过电位。

通常实验测量极化电流与极化过电位或者直接用电极电位）的关系曲线称为电极的极化曲线。

它是研究电极过程动力学的基本实验手段。

测量极化曲线通常采用两种方法：恒电流法和恒电位法。

本实验是用恒电流方法来测量碳钢在3%NaCI水溶液中的阴极极化曲线。

恒电流法是以电流为主变量，既通过调节电路电阻使某一恒定电流通过电极，并在电位达到稳定后读取电位值，然后在改变电流使之恒定在个一新数值，再记下新的电位，并以此类推，便可以得到一系列的电流和电位的对应值。

把极化电流密度i对阴极电位“作图即得到阴极极化曲线。

通过阴极极化曲线的测定，可以知道金属在该介质中的阴极极化性能，并提供保护电位和保护电流密度的参数数据。

三、实验仪器和线路1、实验用品数字万用表一台滑线变阻器一个电阻箱一个直流电源一个洗耳球一个鲁金毛细管一个饱和甘汞电极一个铂电极一个微安表、毫安表各一个自由夹与十字夹 游标卡尺玻璃缸（2000mL ） 台天平及砝码 导线碳钢试样，3%NaCI 水溶液，无水乙醇，脱脂棉球，滤纸，饱和氯化钾溶液，金刚纱布（ 1#、0#、2#各一张）。

2、测量线路：极化回路由电源 B 变阻器R 、电流表A 换向开关 K 辅助电极和研究电极等组成，电位测量回路 由高阻抗电压表 D 参比电极、待测电极组成。

实验中用饱和甘汞电极作为参比电极，用铂电极作为辅助电极，铂电极是用铂片烧焊在玻璃管内， 由铜导线引出。

四、测量步骤：1、 电极处理：用金钢砂布1#至 2/0#打磨试样表面，测量其尺寸，然后用无水乙醇脱脂。

阴极极化曲线测定实验报告阴极极化曲线测定实验报告引言：阴极极化曲线测定实验是电化学领域中常用的实验方法之一。

通过测定阴极电流与电位之间的关系，可以了解阴极在不同电位下的电化学反应过程，从而研究电极的耐蚀性、活性等性质。

本实验旨在通过测定不同电位下的阴极电流，绘制阴极极化曲线，并分析实验结果。

实验原理：阴极极化曲线实验基于极化现象的原理。

在电化学反应中，当电极电位发生变化时，电极表面的反应速率也会发生变化，从而导致电流的变化。

在阴极极化曲线实验中，通过改变电位，观察阴极电流的变化，可以推断出阴极反应的特性。

实验步骤：1. 准备工作：将实验所需的电化学池装置搭建好，并保证电极表面的洁净。

2. 测定开路电位：将电化学池接通电源，记录下电极在不施加外加电压时的电位，即开路电位。

3. 测定极化曲线：通过改变电位，记录下不同电位下的阴极电流值。

可采用逐步增加或逐步减小电位的方法，确保测定的数据准确可靠。

4. 绘制阴极极化曲线：将测定得到的电位和阴极电流数据绘制成图表，得到阴极极化曲线。

实验结果：根据实验数据，绘制出了阴极极化曲线。

曲线呈现出一定的特征，根据曲线的形状和趋势，可以分析出阴极反应的性质。

例如，曲线的斜率越大，说明阴极反应速率越快；曲线的平缓区域表示阴极反应基本停止；曲线的峰值处表示阴极反应达到最大速率。

实验讨论：阴极极化曲线实验是研究电极反应的重要手段之一。

通过该实验可以了解电极的耐蚀性、活性以及电极反应的速率等性质。

实验结果对于材料的选择、腐蚀防护、电池设计等方面都具有重要意义。

然而，阴极极化曲线实验也存在一定的局限性。

首先，实验结果受到实验条件的影响，如温度、溶液浓度等。

其次，实验结果只能反映出阴极反应的整体性质，无法提供关于反应机理的详细信息。

因此，在实际应用中，还需要结合其他实验方法和理论模型，进一步研究电极反应过程。

结论：通过阴极极化曲线测定实验，我们成功地绘制出了阴极极化曲线，并通过曲线的形状和趋势分析了阴极反应的性质。

极化曲线测量董泽华为了探索电极过程的机理及影响电极过程的各种因素，包括各种水处理剂，缓蚀剂的评价和机理研究，都必须对电极过程进行研究，而在该研究过程中极化曲线的测定又是重要的方法之一。

一般进行进化曲线测量1.实验方法（一）碳钢在弱酸性溶液中的极化曲线(1)工作电极为PTFE或环氧树脂镶嵌的A3钢,面积为0.5cm2，工作电极用200,600,800号金相砂纸逐级打磨至光亮,以无水乙醇和丙酮脱脂后,再用蒸馏水进行冲洗,放入干燥器内干燥30mins,然后浸入被测溶液中15~50mins, 待电位稳定后进行测量。

试验采用密闭的玻璃电解池,并置于恒温水浴中,试验过程中溶液未除氧。

放在丙酮中除去油污，用石腊涂抹剩余面积，备用。

(2)试验介质分别为1000 mg/l H2S+1000 mg/l HCl和1000 mg/l H2S+100 mg/l HCl。

温度为25℃和85℃。

缓蚀剂为某石油化工厂提供的”HT-1”和”WS-1”,主要成分为咪唑啉酰胺为1mmol·L-1的盐酸溶液（pH=3），采用Pt片作为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极。

将工作电极安装到装有250mL介质的四口烧瓶，与Pt辅助电极、饱和甘汞电极组成三电极体系。

电解池的连接参见附件一。

(3)仪器采用华中科技大学研制的CS300型电化学测试系统进行极化曲线测量，测量控制和数据分析才采用corrTest进行。

从主菜单中选择“稳态测试”——“动电位扫描”或者直接按“F4”即可进入如下窗口，其参数设置如下图1所示。

温度控制在80℃（恒温水浴），扫描速率为0.5mv/s，极化范围为+/-100mV(相对开路电位)，曲线采用非线性三参数方法来计算阴阳极Tafel斜率以及腐蚀速率、极化电阻等值。

图1极化曲线参数设置窗口电解池参数设置如下图2所示，用于设定工作电极的面积，材料化学当量，参比电极类型等，这些参数将用于腐蚀参数的计算。

图2.电极与电解池参数设置窗口此外，恒电位仪的参数设置一般可以依照下图3所示的参数进行，没有特殊需要无需修改。

实验一极化曲线的测定一实验目的1.1掌握用“三电极”法测定金属沉积过程的电极电势。

1.2 通过对镍在玻碳电极上的沉积电势的测量加深理解过电位和极化曲线的概念。

1.3 了解控制电位法测量极化曲线的方法。

二实验原理2.1当把金属插入其盐溶液中时，金属表面上的正离子受到极性水分子的作用，有变成溶剂化离子进入溶液而将电子留在金属表面的倾向。

与此同时，溶液中的金属离子也有从溶液中沉积到金属表面的倾向。

当这种溶解与沉积达到平衡时，形成了双电层，在金属／溶液界面上建立起一个不变的电位差值，这个电位差值就是金属的平衡电位，E R表示。

当有电流通过电极时，电极电势偏离平衡电极电势，成为不可逆电极电势，用E IR表示；电极的电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。

通常把某一电流密度下的电势E R与E IR 之间的差值的绝对值称为超电势，即：η=│E IR－E R│。

影响超电势的因素很多，如电极材料，电极的表面状态，电流密度，温度，电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等。

测定镍沉积超电势实际上就是测定电极在不同外电流下所对应的极化电极电势，以电流对电极电势作图I～E（阴极），所得曲线称为极化曲线。

2.2研究电极超电势通常采用三电极法，其装置如图示。

图1 三电极装置图辅助电极的作用是与研究电极构成回路，通过电流，借以改变研究电极的电势。

参比电极与研究电极组成电池，恒电位仪测定其电势差并显示以饱和甘汞电极为参比的研究电极的电极电势值。

2.3测量极化曲线有两种方法：控制电流法与控制电势法（也称恒电流法与恒电势法）。

控制电势法是通过改变研究电极的电极电势，然后测量一系列对应于某一电势下的电流值。

由于电极表面状态在未建立稳定状态前，电流会随时间改变，故一般测出的曲线为“暂态”极化曲线。

本实验采用控制电势法测量极化曲线：控制电极电势以较慢的速度连续改变，并测量对应该电势下的瞬时电流值，以瞬时电流对电极电势作图得极化曲线。

图2 阴极极化曲线三仪器与试剂LK98A微机电化学分析系统一台；甘汞电极一枝；铂电极一枝；玻碳电极一枝；100ml 烧杯3个，500ml烧杯1个；瓦特型镀镍液50ml；稀硝酸50ml；乙醇50ml；蒸馏水500ml。

实验九极化曲线的测定【目的要求】1. 掌握稳态恒电位法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法.2. 了解极化曲线的意义和应用.3. 掌握恒电位仪的使用方法.【实验原理】1. 极化现象与极化曲线为了探索电极过程机理及影响电极过程的各种因素,必须对电极过程进行研究,其中极化曲线的测定是重要方法之一.我们知道在研究可逆电池的电动势和电池反应时,电极上几乎没有电流通过,每个电极反应都是在接近于平衡状态下进行的,因此电极反应是可逆的.但当有电流明显地通过电池时,电极的平衡状态被破坏,电极电势偏离平衡值,电极反应处于不可逆状态,而且随着电极上电流密度的增加,电极反应的不可逆程度也随之增大.由于电流通过电极而导致电极电势偏离平衡值的现象称为电极的极化,描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化曲线,如图2-19-1所示.图2-19-1 极化曲线A-B:活性溶解区;B:临界钝化点B-C:过渡钝化区;C-D:稳定钝化区D-E:超(过)钝化区金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程,如下式所示:M→Mn++ne此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生.阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大,这是正常的阳极溶出,但当阳极电势正到某一数值时,其溶解速度达到最大值,此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低,这种现象称为金属的钝化现象.图2-19-1中曲线表明,从A点开始,随着电位向正方向移动,电流密度也随之增加,电势超过B点后,电流密度随电势增加迅速减至最小,这是因为在金属表面生产了一层电阻高,耐腐蚀的钝化膜.B点对应的电势称为临界钝化电势,对应的电流称为临界钝化电流.电势到达C点以后,随着电势的继续增加,电流却保持在一个基本不变的很小的数值上,该电流称为维钝电流,直到电势升到D点,电流才有随着电势的上升而增大,表示阳极又发生了氧化过程,可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气,DE段称为过钝化区.2. 极化曲线的测定(1) 恒电位法恒电位法就是将研究电极依次恒定在不同的数值上,然后测量对应于各电位下的电流.极化曲线的测量应尽可能接近体系稳态.稳态体系指被研究体系的极化电流,电极电势,电极表面状态等基本上不随时间而改变.在实际测量中,常用的控制电位测量方法有以下两种:静态法:将电极电势恒定在某一数值,测定相应的稳定电流值,如此逐点地测量一系列各个电极电势下的稳定电流值,以获得完整的极化曲线.对某些体系,达到稳态可能需要很长时间,为节省时间,提高测量重现性,往往人们自行规定每次电势恒定的时间.动态法:控制电极电势以较慢的速度连续地改变(扫描),并测量对应电位下的瞬时电流值,以瞬时电流与对应的电极电势作图,获得整个的极化曲线.一般来说,电极表面建立稳态的速度愈慢,则电位扫描速度也应愈慢.因此对不同的电极体系,扫描速度也不相同.为测得稳态极化曲线,人们通常依次减小扫描速度测定若干条极化曲线,当测至极化曲线不再明显变化时,可确定此扫描速度下测得的极化曲线即为稳态极化曲线.同样,为节省时间,对于那些只是为了比较不同因素对电极过程影响的极化曲线,则选取适当的扫描速度绘制准稳态极化曲线就可以了.上述两种方法都已经获得了广泛应用,尤其是动态法,由于可以自动测绘,扫描速度可控制一定,因而测量结果重现性好,特别适用于对比实验.(2) 恒电流法恒电流法就是控制研究电极上的电流密度依次恒定在不同的数值下,同时测定相应的稳定电极电势值.采用恒电流法测定极化曲线时,由于种种原因,给定电流后,电极电势往往不能立即达到稳态,不同的体系,电势趋于稳态所需要的时间也不相同,因此在实际测量时一般电势接近稳定(如1min～3min内无大的变化)即可读值,或人为自行规定每次电流恒定的时间.【仪器试剂】恒电位仪一台;饱和甘汞电极1支;碳钢电极1支;铂电极1支;三室电解槽1只(见图2-19-2)2 mol·dm-3 (NH4)2CO3溶液;0.5 mol·dm-3H2SO4溶液;丙酮溶液【实验步骤】1. 碳钢预处理:用金相砂纸将碳钢研究电极打磨至镜面光亮,用石蜡蜡封,留出1cm2面积,如蜡封多可用小刀去除多余的石蜡,保持切面整齐.然后在丙酮中除油,在0.5M的硫酸溶液中去除氧化层,浸泡时间分别不低于10S.图2-19-2三室电解槽1.研究电极;2.参比电极;3.辅助电极2. 恒电位法测定极化曲线的步骤:A 准备工作仪器开启前,"工作电源"置于"关","电位量程"置于"20V","补偿衰减"置于"0","补偿增益"置于"2","电流量程"置于"200mA","工作选择"置于"恒电位","电位测量选择"置于"参比".B 通电插上电源,"工作电源"置于"自然"档,指示灯亮,电流显示为0,电位表显示的电位为"研究电极"相对于"参比电极"的稳定电位,称为自腐电位,其绝对值大于0.8V可以开始下面的操作,否则需要重新处理电极.C "电位测量选择"置于"给定",仪器预热5-15min.电位表指示的给定电位为预设定的"研究电极"相对于"参比电极"的电位.D 调节"恒电位粗调"和"恒电位细调"使电位表指示的给定电位为自腐电位,"工作电源"置于"极化".F 阴极极化调节"恒电位粗调"和"恒电位细调"每次减少10mV,直到减少200mV,每减少一次,测定1min后的电流值.测完后,将给定电位调回自腐电位值.G 阳极极化将"工作电源"置于"自然","电位测量选择"置于"参比",等待电位逐渐恢复到自腐电位±5mV,否则需要重新处理电极.重复C,D,F步骤,F步骤中给定电位每次增加10mV,直到做出完整的极化曲线.提示,到达极化曲线的平台区,给定电位可每次增加100mV.H 实验完成,"电位测量选择"置于"参比","工作电源"置于"关".【注意事项】按照实验要求,严格进行电极处理.将研究电极置于电解槽时,要注意与鲁金毛细管之间的距离每次应保持一致.研究电极与鲁金毛细管应尽量靠近,但管口离电极表面的距离不能小于毛细管本身的直径.每次做完测试后,应在确认恒电位仪或电化学综合测试系统在非工作的状态下,关闭电源,取出电极.【数据处理】1. 对静态法测试的数据应列出表格.自腐电位-0.805V阴极极化数据:电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)阳极极化数据:电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)电位(V)电流(mA)2. 以电流密度为纵坐标,电极电势(相对饱和甘汞)为横坐标,绘制极化曲线.3. 讨论所得实验结果及曲线的意义,指出钝化曲线中的活性溶解区,过渡钝化区,稳定钝化区,过钝化区,并标出临界钝化电流密度(电势),维钝电流密度等数值.活性溶解区:过渡钝化区:稳定钝化区:;过钝化区:临界钝化电流密度(电势):维钝电流密度:思考题1. 比较恒电流法和恒电位法测定极化曲线有何异同,并说明原因.恒电流法是恒定电流测定相应的电极电势,恒电位法是很定电位测定相应的电流,对于阴极极化来说,两种方法测得的曲线相同,对于阳极极化来说,由于电流和电位不是一一对应的关系,得到不同的曲线.2. 测定阳极钝化曲线为何要用恒电位法用恒电位法能得到完整的极化曲线,用恒电流法只能得到ABEF曲线,即得到活化区以及过钝化区的一部分,得不到完整的几乎曲线.3. 做好本实验的关键有哪些电极的处理;研究电极与鲁金毛细管的距离;甘汞电极的误差;电位的每次改变值;溶液中杂质离子的存在等等【讨论】1. 电化学稳态的含义指定的时间内,被研究的电化学系统的参量,包括电极电势,极化电流,电极表面状态,电极周围反应物和产物的浓度分布等,随时间变化甚微,该状态通常被称为电化学稳态.电化学稳态不是电化学平衡态.实际上,真正的稳态并不存在,稳态只具有相对的含义.到达稳态之前的状态被称为暂态.在稳态极化曲线的测试中,由于要达到稳态需要很长的时间,而且不同的测试者对稳态的认定标准也不相同,因此人们通常人为界定电极电势的恒定时间或扫描速度,此法尤其适用于考察不同因素对极化曲线的影响时.2. 三电极体系极化曲线描述的是电极电势与电流密度之间的关系.被研究电极过程的电极被称为研究电极或工作电极.与工作电极构成电流回路,以形成对研究电极极化的电极称为辅助电极,也叫对电极.其面积通常要较研究电极为大,以降低该电极上的极化.参比电极是测量研究电极电势的比较标准,与研究电极组成测量电池.参比电极应是一个电极电势已知且稳定的可逆电极,该电极的稳定性和重现性要好.为减少电极电势测试过程中的溶液电位降,通常两者之间以鲁金毛细管相连.鲁金毛细管应尽量但也不能无限制靠近研究电极表面,以防对研究电极表面的电力线分布造成屏蔽效应.3. 影响金属钝化过程的几个因素金属的钝化现象是常见的,人们已对它进行了大量的研究工作.影响金属钝化过程及钝化性质的因素,可以归纳为以下几点:(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的阴离子,对金属的钝化现象起着颇为显著的影响.在中性溶液中,金属一般比较容易钝化,而在酸性或某些碱性的溶液中,钝化则困难得多,这与阳极产物的溶解度有关系.卤素离子,特别是氯离子的存在,则明显地阻滞了金属的钝化过程,已经钝化了的金属也容易被它破坏(活化),而使金属的阳极溶解速度重新增大.溶液中存在的某些具有氧化性的阴离子(如CrO2-4)则可以促进金属的钝化.(2) 金属的化学组成和结构.各种纯金属的钝化性能不尽相同,以铁,镍,铬三种金属为例,铬最容易钝化,镍次之,铁较差些.因此添加铬,镍可以提高钢铁的钝化能力及钝化的稳定性.(3) 外界因素(如温度,搅拌等).一般来说,温度升高以及搅拌加剧,可以推迟或防止钝化过程的发生,这显然与离子的扩散有关实验十二铁的极化和钝化曲线的测定一、实验目的1. 测定铁在不同pH溶液中的极化曲线。

实验八 极化曲线的测定一、实验目的1、掌握稳态恒电势法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法。

2、了解极化曲线的意义和应用。

3、掌握恒电势仪的使用方法。

二、实验原理1、极化现象与极化曲线当电极处于平衡状态，电极上无电流通过时，这时的电极电势称为平衡电势。

当有电流明显地通过电极时，电极的平衡状态被破坏，电极电势偏离平衡值，而且随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大，电极电势将越来越偏离平衡电势。

这种由于有电流存在而造成电极电势偏离平衡电极电势的现象称为电极的极化。

在某一电流密度下，实际发生电解的电极电势与平衡电极电势之间的差值称为超电势。

阳极上由于超电势使电极电势变大，阴极上由于超电势使电极电势变小。

超电势的大小与流经电极的电流密度有关，电极电势(或超电势)与电流密度的关系曲线称为极化曲线，极化曲线的形状和变化规律反映了电化学过程的动力学特征。

除电流密度外，影响超电势的因素还有很多，如电极材料，电极的表面状态，温度，电解质的性质、浓度及溶液中的杂质等。

金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程，如下式所示：M →M n+＋n e此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生。

阳极的溶解速度（用电流密度表示）随电势变正而逐渐增大，这是正常的阳极溶出，但当阳极电势正到某一数值时，其溶解速度达到最大值，此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化现象。

图3-8-1为钢在硫酸溶液中的阳极极化曲线。

图中曲线表明，从A 点开始，随着电势向正方向移动，电流密度也随之增加，电势超过B点后，电流密度随电势增加迅速减至最小，这是因为在金属表面生产了一层电阻高，耐腐蚀的钝化膜。

B 点对应的电势称为临界钝化电势，对应的电流称为临界钝化电流。

电势到达C点以后，随着电势的继续增加，电流却保持在一个基本不变的很小的数值上，该电流称为维钝电流，直到电势升到D 点，电流才有随着电势的上升而增大，表示阳极又发生了氧化过程，可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气，DE 段称为过钝化区。

北京理工大学能源与化学工程实验预习报告姓名班级学号实验日期2016年 4 月 27 日指导教师____________________ 同组姓名成绩_______________实验名称阴极极化曲线的测量一、实验目的1.掌握测量极化曲线的基本原理和测量方法2.测定铁电极在碱性溶液中的阴极极化曲线3.学会根据极化曲线分析溶液中添加剂作用的方法二、实验内容和原理在电化学研究中，很多电化学反应表现在电极的计划上，因此测量电极的极化曲线是很重要的研究方法。

在电流通过电极与电解液界面时，电极电位将偏离平衡电极电位，当电位向负向偏离时，称之为阴极极化，向正向偏离时，称之为阳极极化。

在电镀工艺中，用测定阴极极化的方法研究电镀液各组分及工艺条件对阴极极化的影响，而阳极极化可用来研究阳极行为或腐蚀现象。

所谓极化曲线就是电位与电流密度之间的关系曲线。

测量极化曲线的方法分为恒电流法和恒电位法，而每种方法又可分为稳流法和暂态法。

本实验是测量在碱性镀锌溶液中，香草醛光亮对阴极极化的影响。

三、主要仪器设备1.实验仪器CHI电化学工作站1台，电解池1个。

2.试剂及材料ZnO，NaOH，香草醛，低碳钢电极(表面积为1cm2)，铂片电极1块，硫酸亚汞电极1个。

四、操作方法与步骤本实验采用CHI电化学工作站中的线性电位扫描法分别测量以下两种电解液中的阴极极化曲线：（1）ZnO 12g/L+NaOH 120g/L（2）ZnO 12g/L+NaOH 120g/L+香草醛 0.2g/L扫描速度：2mV/s；电位扫描范围：-1.18～ -2.18V。

1.接好线路。

2.测量阴极极化曲线（1）研究电极为低碳钢电极，表面积为1cm2(注意测试面积一定要准确，不测部分要用绝缘漆涂好)。

将待测的电极用金相砂纸打磨，除去氧化膜，用丙酮洗涤涂油。

再用脱脂棉蘸酒精擦洗，用蒸馏水冲洗干净，再用滤纸吸干，放进电解池中。

（2）电解池中的辅助电极为铂电极，参比电极为硫酸亚汞电极。

实验八恒电流法测定金属阴极极化曲线一、实验目的：1．掌握恒电流法测定阴极极化曲线的基本原理和方法；2．运用极化曲线初步判定实施阴极保护的可能性；二、基本原理：对于构成腐蚀体系的金属电极，在外加电流的作用下，阴极的电位偏离其自腐蚀电位向负的方向移动，这种现象称为阴极极化。

电极上通过的电流密度越大，电极电位偏离的程度也越大。

控制外加电流密度，使其由小到大逐渐增加，便可测得一系列对应于各电流值的电位值。

做阴极电位与电流密度的关系曲线，即为恒电流阴极极化曲线。

阴极极化曲线的示意图如下图。

I电流，微安阴极极化曲线极化曲线ABCD明显的分为三段。

当外加阴极电流由I0增加到I B时，由于阴极处于极化的过渡区，电位由φA缓慢的向负的方向移动到φB，其电位变化不大（AB段）。

当外加的阴极电流继续增大到I C时，虽然电流变化不大，电位向负方向移动的幅度却很大。

此时阴极上积累了大量的电子，阴极极化加强，金属得到保护（BC段）。

最小保护电流在I B与I C 之间，最小保护电位在φB到φC之间。

当外加阴极电流继续增加时，阴极电位仍然负移，但幅度变小（CD段），因为此时阴极上增加了氢去极化过程，消耗部分电子。

当电位变到φD时，氢去极化加剧，阴极上大量放氢。

对于氧去极化控制的腐蚀体系，附加搅拌将使溶液的流动速度加快，促进氧的扩散，氧的去极化腐蚀加剧，因此在相同的极化电位下，极化电流相应增加。

三、实验仪器及用品1.PS—1恒电位/恒电流仪2.饱和甘汞电极，铂电极，金属试件（碳钢）3.盐桥（饱和氯化钾溶液）4.试剂瓶2个（一个放饱和KCl，一个放3%NaCl）5.铁夹6.1200#金相砂纸无水乙醇棉球四、实验步骤1.将以打磨的试件用1200#金相砂纸打磨，无水乙醇清洗，脱脂，测面积1cm2。

2.按下面接线3．测自腐蚀电位（1）预热15分钟（2）“断”“恒电位”“电流”“参比”此时，电位显示为自腐蚀电位，但符号相反。

加阴极电流“恒电流”“参比”“通”“电流”（给定电流-50μA）2min,重测自腐蚀电位Φa。

阴极极化曲线的测定The measurement of cathode polarization curve一、实验目的及要求1．测定氢在光亮铂电极上的活化超电势，并求出塔菲尔公式中的两个常数a和b以及交换电流密度i；2．了解超电势的种类和影响超电势的因素；3．掌握采用三电极恒电流法测定阴极极化曲线的实验方法。

二、实验基本原理本实验采用三电极恒电流法测定阴极极化曲线。

在电解H2SO4溶液时，阴极上产生H2，电极反应成为成为单向不可逆过程，电极表面产生极化，其氢超电势为η=ΦH+/H2－φc不可逆电极电势为φc=φ甘汞－E对于阴极极化的电化学极化，在一定电流密度范围内塔菲尔公式为η=a＋b log i 式中，η为氢超电势，单位为V；a和b为常数，b为该线性方程的斜率，b值随电极性质等的变化影响不大；a为电流密度为1A•cm-1时的超电势值，a值的大小与电极材料、表面状态、电流密度、溶液组成和温度等有关，基本代表了电极反应的不可逆程度的大小。

a值越大，在所给电流密度氢超电势也越大。

铂电极材料属于低氢超电势金属，其a值在0.1-0.3V 之间。

当电流密度极低时，氢超电势不服从上述塔菲尔公式，此时η与电流密度i成正比关系。

所以，氢超电势的测量就是如何测量在一定范围内一系列不同电流密度下的电极电势，以及在实验中如何采取措施消除电阻超电势和浓差超电势等问题。

实验选择甘汞电极作辅助电极与被测电极组成一个电解池使氢在电极上电解；同时选择一个掺比电极与被测电极组成一个原电池，测量电动势，获得被测电极的电极电势。

对于电阻超电势可采用鲁金毛细管消除。

当η=0时，交换电流密度为log i0=－a/b同时，作i-φc图，可从图上获得氢在电极上显著析出时的最小析出电势。

三、仪器试剂恒电流法测定极化曲线装置一套。

标准电流电压发生器一台，数字式酸度计一台，电流表一个，饱和甘汞惦记、铂电极各一支。

四．实验步骤1．测量研究电极的面积后，清洗研究电极和辅助电极，清洗极化曲线测定装置。

阴极极化曲线测定实验报告实验目的本实验旨在通过阴极极化曲线测定的方法，研究金属在不同电位下的电化学行为，并探索阴极极化曲线在材料表征中的应用。

实验原理阴极极化曲线是一种描述金属在电解质溶液中的电化学行为的曲线。

通过在恒定电流下改变电位，可以得到一条曲线，称为阴极极化曲线。

该曲线通常包括三个区域：Tafel区、过渡区和析气区。

Tafel区是曲线的起点，对应着金属表面的电化学反应速率受到电势控制的过程。

在该区域，电流随电位的变化呈线性关系。

过渡区是在Tafel区和析气区之间的区域，此时电流密度增加，但电位变化较小。

析气区是曲线的终点，电流密度随电位的变化呈非线性关系，电位继续增加但电流密度不再增加。

阴极极化曲线可以提供有关金属电化学反应动力学和电极过程的信息。

通过分析曲线的斜率和形态，可以了解金属在特定电位下的电极反应速率、电子传递速率和电化学反应机制。

实验步骤1.准备实验材料：金属试样、电解质溶液、参比电极等。

2.清洗金属试样：使用去离子水和乙醇等溶剂，将金属试样表面的杂质彻底清洗干净。

3.准备电解质溶液：根据实验要求配制合适的电解质溶液，确保其浓度和pH值符合要求。

4.搭建实验电化学池：将准备好的电解质溶液倒入电化学池中，将金属试样和参比电极分别插入池中，并连接电位计和电流计等仪器设备。

5.开始实验：通过改变电位，记录不同电位下的电流密度，并根据测量数据绘制阴极极化曲线。

6.数据处理：根据阴极极化曲线的斜率和形态，分析金属试样在不同电位下的电化学行为，如电极反应速率、电子传递速率等。

7.结果分析：根据实验结果，对金属试样的电化学性能进行评估，并与理论预期进行比较和讨论。

实验结果与讨论根据测得的阴极极化曲线，我们可以得到金属试样在不同电位下的电流密度随电位的变化关系。

通过分析曲线的斜率和形态，我们可以得到以下结论： 1. 在Tafel区，金属试样表面的电化学反应速率受到电势控制，电流密度随电位的变化呈线性关系。

阴极极化曲线的测定实验报告一、实验目的本实验旨在通过测定阴极极化曲线，掌握电化学腐蚀的基本概念和原理，了解阴极保护的方法和应用。

二、实验原理1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的氧化还原反应，导致金属表面受到侵蚀和破坏的过程。

其主要原因是金属表面与溶液中存在的氧、水等物质发生氧化还原反应，形成氧化物或氢离子等产物，导致金属表面失去原有的结构和功能。

2. 阴极保护阴极保护是指通过在金属表面制造一定电位差，使其成为阴极而得到保护。

常用的阴极保护方法有阳极保护、外加电位法和牺牲阳极法。

3. 阴极极化曲线阴极极化曲线是指在一定条件下，测量阴极电位与对数电流密度之间关系得到的曲线。

该曲线可以反映出金属在特定条件下的耐蚀性和防护效果，是电化学腐蚀研究的重要工具之一。

三、实验步骤1. 准备工作（1）清洗试样：将试样用去离子水清洗干净，然后用酒精擦拭干净。

（2）制备电解质：取适量氯化钠和硫酸铜溶解于去离子水中，调节pH值至7左右。

（3）连接电路：将试样与电极连接好，接入电路中。

2. 测定阴极极化曲线（1）先进行开路电位测定，在无外加电压的情况下记录试样的开路电位。

（2）按照一定速率施加外加电压，记录不同外加电压下的阴极电位和对数电流密度。

（3）根据测得的数据绘制阴极极化曲线。

四、实验结果分析通过实验测定得到的阴极极化曲线可以反映出不同条件下金属表面的耐蚀性和防护效果。

一般来说，当阴极保护效果越好时，阴极极化曲线越平稳。

而当金属表面存在缺陷或者阴极保护效果不佳时，曲线会出现明显的波动和突变。

因此，通过对阴极极化曲线的测定和分析，可以评估金属表面的耐蚀性和防护效果，并选择合适的防腐措施进行保护。

五、实验注意事项1. 实验过程中应注意安全，避免触电和化学品溅出。

2. 试样应保持干燥清洁，避免污染和氧化。

3. 电解质的制备应按照一定比例和方法进行，pH值应控制在适宜范围内。

4. 测量数据时应注意记录准确，并进行有效处理和分析。

阳极极化曲线和阴极极化曲线1. 引言阳极极化曲线和阴极极化曲线是电化学中的两个重要概念。

它们用于描述金属在电化学反应中的电势变化情况，对于研究金属的腐蚀、电池等领域具有重要意义。

本文将详细介绍阳极极化曲线和阴极极化曲线的概念、测量方法以及应用。

2. 阳极极化曲线阳极极化曲线描述了金属在阳极溶解过程中的电势变化情况。

当金属处于阳极溶解状态时，其表面会发生氧化反应，导致金属离子从金属表面溶解到溶液中。

阳极溶解过程是一个自发的氧化反应。

测量阳极极化曲线可以通过恒定电位法或恒定电流法进行。

恒定电位法是将待测金属置于一个恒定的电位下，测量其对应的电流变化；恒定电流法则是将待测金属置于一个恒定的电流下，测量其对应的电位变化。

两种方法都可以得到阳极极化曲线。

阳极极化曲线通常由三个区域组成：主要阳极区、过渡区和次级阳极区。

主要阳极区对应于金属的活动溶解，此时电流较大；过渡区是主要阳极区和次级阳极区之间的过渡阶段，电流逐渐减小；次级阳极区对应于金属的缓慢溶解，此时电流较小。

3. 阴极极化曲线阴极极化曲线描述了金属在阴极反应中的电势变化情况。

当金属处于阴极状态时，其表面会发生还原反应，导致溶液中的离子被还原成金属。

阴极反应是一个自发的还原反应。

测量阴极极化曲线同样可以通过恒定电位法或恒定电流法进行。

恒定电位法是将待测金属置于一个恒定的电位下，测量其对应的电流变化；恒定电流法则是将待测金属置于一个恒定的电流下，测量其对应的电位变化。

两种方法都可以得到阴极极化曲线。

阴极极化曲线通常由三个区域组成：主要阴极区、过渡区和次级阴极区。

主要阴极区对应于金属的活动还原，此时电流较大；过渡区是主要阴极区和次级阴极区之间的过渡阶段，电流逐渐增大；次级阴极区对应于金属的缓慢还原，此时电流较小。

4. 应用阳极极化曲线和阴极极化曲线在很多领域都有广泛应用。

4.1 腐蚀研究阳极溶解和阴极反应是金属腐蚀的两个关键过程。

通过测量阳极极化曲线和阴极极化曲线可以了解金属在不同腐蚀环境中的耐蚀性能。

阴极极化曲线的测定实验报告引言阴极极化曲线是研究电化学反应动力学的重要方法之一。

通过测定极化电流和电位之间的关系，可以揭示电化学体系中发生的反应过程和机理。

本实验旨在通过测定阴极极化曲线，深入探索阴极反应过程，并分析其电动势、极化电阻和极化电流的变化规律。

实验方法1.准备工作：–确保实验室环境安静稳定，防止外部干扰；–清洗实验仪器和电极，确保表面光滑干净。

2.实验仪器和材料：–极谱仪；–参比电极；–工作电极；–盐桥；–电解液。

3.实验步骤：1.将参比电极和工作电极分别插入极谱仪中，并连接相关电路。

2.通过极谱仪的控制面板，设置扫描速率、起始电位和终止电位。

3.启动极谱仪，开始扫描。

4.实时记录扫描过程中的电位和极化电流数值。

实验结果与讨论阴极极化曲线图通过实验得到的阴极极化曲线如下图所示：▄███████████▄█████░▀███████████░░░▀███░░███░░░░░▀█░░███░░░░░░░█░██▄░░░▄███▀░███████████░███░░░▄░████████░▄█████████████████曲线特征分析从阴极极化曲线中，可以观察到以下几个主要特征：1.初始陡峭区：在起始电位附近，极化电流较大且迅速变化；2.平坦区：在一定的电位范围内，极化电流保持相对稳定；3.极化电位突变：当电位超过某一临界值后，极化电流突然增大。

分析与讨论1.电动势变化趋势：随着电位的增加，阴极电动势逐渐增大，直至达到稳定值。

稳定电位对应的电动势可以反映阴极反应的热力学可逆性。

2.极化电阻和电解液浓度：从曲线的斜率可以推断极化电阻的大小。

当电解液浓度较高时，极化电阻较低，极化电流较大。

3.极化电流大小与反应速率：阴极极化电流越大，说明阴极反应速率越快，反之则反应速率较慢。

结论通过本实验测定阴极极化曲线，深入了解了阴极反应过程中的电动势、极化电阻和极化电流的变化规律。

根据实验结果与讨论，可以得出以下结论：1.阴极反应具有热力学可逆性，其电动势随电位的增加而增大，最终趋于稳定。

极化曲线的测定实验报告极化曲线的测定实验报告引言：极化曲线是研究电化学系统中电流与电势之间关系的重要工具。

本实验旨在通过测定极化曲线，探究电化学系统的电流-电势特性，并分析其对电极表面的影响。

实验方法：1. 实验仪器与试剂准备：本实验使用了电化学工作站、电化学池、铂电极、参比电极、电流计、电位计等仪器。

试剂方面，我们使用了硫酸铜溶液作为电解质。

2. 实验步骤：a. 将电解质溶液倒入电化学池中，保证液面高度适中。

b. 将铂电极和参比电极分别插入电化学池中，并连接电流计和电位计。

c. 开始实验前，先进行电极的清洗和预处理。

d. 通过改变电位计的电势，记录电流计的读数，并绘制电流-电势曲线。

实验结果与讨论：通过实验，我们得到了一条典型的极化曲线。

该曲线呈现出三个不同的区域：阳极极化区、平台区和阴极极化区。

在阳极极化区，电流随电势的增加而迅速增加。

这是因为在阳极极化区，电极表面发生了氧化反应，电子从电极流出，形成阳极电流。

此时，电极表面的活性物质浓度较高，反应速率较快，导致电流迅速增加。

在平台区，电流基本保持稳定。

这是因为在平台区，阳极和阴极反应的速率相等，电流达到了稳定状态。

此时，电极表面的活性物质浓度趋于稳定，电流不再显著变化。

在阴极极化区，电流随电势的增加而逐渐减小。

这是因为在阴极极化区，电极表面发生了还原反应，电子流入电极，形成阴极电流。

与阳极极化区不同的是，阴极极化区的反应速率较慢，导致电流逐渐减小。

通过分析极化曲线，我们可以得到一些有关电化学系统的重要信息。

例如，极化曲线的斜率可以反映电极表面反应速率的变化情况。

斜率越大，反应速率越快。

此外，平台区的电势值可以反映电化学系统的平衡状态。

结论：本实验通过测定极化曲线，成功地探究了电化学系统的电流-电势特性。

通过分析极化曲线，我们了解到阳极极化区、平台区和阴极极化区的特点，并得到了有关电化学系统的重要信息。

这些结果对于深入研究电化学领域的相关问题具有重要意义。

极化曲线的测定及应用一、目的要求1．掌握恒电位法测定电极极化曲线的原理和实验技术。

通过测定金属铁在H2SO4 溶液中的阴极极化和阳极极化曲线求算铁的自腐蚀电位、自腐蚀电流和钝化电位范围、钝化电流等参数。

2．了解不同pH值、Cl－浓度、缓蚀剂等因素对铁电极极化的影响。

3．讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。

二、原理Fe在H2SO 4 溶液中会不断溶解，同时产生H2。

Fe溶解：Fe －2e ＝Fe 2+。

H2析出：2H+ ＋2e ＝H2。

Fe电极和H2电极及溶液构成了腐蚀原电池。

其腐蚀反应为：Fe ＋2H+ ＝ Fe 2+ + H2。

这是Fe在酸性溶液中腐蚀的原因。

当电极不与外电路接通时，阳极反应速率和阴极反应速率相等，Fe溶解的阳极电流I Fe与H2析出的阴极电流I H在数值上相等但方向相反，此时其净电流为零。

I＝I Fe + I H＝0。

I corr＝I Fe＝－I H≠0。

I corr值的大小反映净了Fe在H2SO 4 溶液中的腐蚀速率，所以称I corr为Fe在H2SO 4 溶液中的自腐蚀电流。

其对应的电位称为Fe在H2SO 4 溶液中的自腐蚀电位E corr，此电位不是平衡电位。

虽然，阳极反应放出的电子全部被阴极还原所消耗，在电极与溶液界面上无净电荷存在，电荷是平衡的。

但电极反应不断向一个方向进行，I corr≠0，电极处于极化状态，腐蚀产物不断生成，物质是不平衡的，这种状态称为稳态极化。

它是热力学的不稳定状态。

自腐蚀电流I corr和自腐蚀电位E corr可以通过测定极化曲线获得。

极化曲线是指电极上流过的电流与电位之间的关系曲线，即I=f（E）。

图27-1是用电化学工作站测定的Fe在1.0mol/L H2SO4 溶液中的阴极极化和阳极极化曲线图。

ar为阴极极化曲线，当对电极进行阴极极化时，阳极反应被抑制，阴极反应加速, 电化学过程以H2析出为主。

ab为阳极极化曲线，当对电极进行阳极极化时，阴极反应被抑制，阳极反应加速,电化学过程以Fe溶解为主。