铁极化曲线

实验13 铁的极化和钝化曲线的测定一、极化曲线1. 详细的实验步骤(1) 将电解液倒入三电极电解池指定的刻度，将工作电极(铁电极)、辅助电极(铂电极)以及参比电极(饱和甘汞电极)置于三电极电解池相应的玻璃管中并与电化学工作站相连(三个电极一一对应)。

(2) 打开电化学工作站开关，双击电脑桌面的文件夹” set660c”，双击应用程序“chi660c”进入电化学工作站专用软件。

(3) 单击工具栏中“T”按钮，选择” Tafel Plot”，点击”ok”进入极化曲线参数设置对话框，手动输入参数如下图所示：点击“ok”，再单击工具栏中“►”按钮即开始测定极化曲线。

测试完毕后要存盘，“File”-“Save as”，选择要存盘的地址并输入文件名如“04110711-2-Na”即可，文件格式为系统定义的格式(BIN文件)，为了能用于撰写实验报告要先转化为txt格式并导入到origin7.5中作图。

在文件打开的情况下运行“File”-“Convert to text”，并使用相同的文件名存在相同的目录下即可。

(4) 先测定铁电极在中性水溶液中的极化曲线，数据存盘后用直尺测量铁电极没入电解液的高度(其宽度为1cm)，从而求得其面积(用于计算自腐蚀电流密度)。

将铁电极用金相砂纸打磨备用。

将溶液换为1mol/LH2SO4溶液，重复上述步骤得到铁电极在1mol/LH2SO4溶液中的极化曲线，文件名可命名为“04110711-2-H”。

2.数据处理及报告撰写2.1 在origin 7.5中将铁电极在两个不同电解液中的极化曲线放在同一坐标内具体操作如下：先运行origin 7.5，执行如下命令：“File”-“Import”-“Simple Single ACSII”，在弹出的对话框中定位到已经换化好的文本文件(如04110711-2-Na)，在显示器上你将看到：然后运行“File”-“Save Project as (或在汉化版中选择“保存工程为”)”，选择相应的目录，将文件名命名为“04110711-2-Na”备用，按上述方法建立另外一个文件“04110711-2-H”，备用。

铁的极化曲线实验结果的记录与处理：1、Fe在0.1mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。

因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）钝化电位范围：1.318−1.602V2、Fe在1.0mol/L的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。

因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）钝化电位范围：1.318−1.602V3、Fe在1.0mol/L的HCl溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。

因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=5.58×10‒5 /（Π×0.0012）=17.8（A/ m2）由图知，钝化电流Ip=1.14×10‒2A，钝化电流密度=1.14×10‒2/（Π×0.0012）=3.63×103（A/ m2）钝化电位范围：1.318−1.602V4、Fe在含1%的乌洛托品的1.0mol/L的HCl溶液中铁的极化钝化曲线联立两直线方程得：log Icorr= ‒4.25A , Icorr=5.58×10‒5A ；Ecorr= ‒0.56V。

电化学曲线极化曲线阻抗谱分析一、极化曲线1.绘制原理铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生H2，即：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 (a)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I(H)，它们在数值上相等但符号相反，即：(1)I(Fe)的大小反映Fe在H+中的溶解速率，而维持I(Fe)，I(H)相等时的电势称为Fe／H+体系的自腐蚀电势εcor。

图1是Fe在H+中的阳极极化和阴极极化曲线图。

图2 铜合金在海水中典型极化曲线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Fe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。

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。

2.图形分析（1）斜率斜率越小，反应阻力越小，腐蚀速率越大，越易腐蚀。

斜率越大，反应阻力越大，腐蚀速率越小，越耐腐蚀。

（2）同一曲线上各各段形状变化如图2，在section2中，电流随电位升高的升高反而减小。

这是因为此次发生了钝化现象，产生了致密的氧化膜，阻碍了离子的扩散，导致腐蚀电流下降。

（3）曲线随时间的变动以7天和0天两曲线为例，对于Y轴，七天后曲线下移（负移），自腐蚀电位降低，说明更容易腐蚀。

对于X轴，七天后曲线正移，腐蚀电流增大，亦说明更容易腐蚀。

二、阻抗谱1.测量原理它是基于测量对体系施加小幅度微扰时的电化学响应，在每个测量的频率点的原始数据中，都包含了施加信号电压（或电流）对测得的信号电流（或电压）的相位移及阻抗的幅模值。

从这些数据中可以计算出电化学响应的实部和虚部。

阻抗中涉及的参数有阻抗幅模（| Z |）、阻抗实部（Z,）、阻抗虚部（Z,,）、相位移（θ）、频率（ω）等变量，同时还可以计算出导纳（Y）和电容（C）的实部和虚部，因而阻抗谱可以通过多种方式表示。

铁的极化曲线1、 Fe 在0.1mol/L 的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线-1.0-0.50.00.51.01.52.0-0.12-0.10-0.08-0.06-0.04-0.020.000.02BA-7-6-5-4-3-2-10CA两直线方程为：y = -5.5249x - 7.0471y = 2.5749x - 1.6552联立两直线方程得：log Icorr= ‒3.369 , Icorr=4.276x10-4A ,Ecorr= ‒0.6657V 。

因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm 2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=4.276×10-4 /（Π×0.0012）=136.1（A/ m 2）由图知，钝化电流Ip=3.98×10-2A ，钝化电流密度=3.98×10-2/（Π×0.0012）=1.26×104（A/ m 2） 钝化电位范围：1.318−1.602V2、Fe 在1.0mol/L 的硫酸溶液中铁的极化钝化曲线-1.0-0.50.00.5 1.01.52.00.020.00-0.02-0.04-0.06-0.08BA-6-5-4-3-2-1CA两直线方程为: y = 1.8789x - 1.622y = -3.3109x - 4.973联立两直线方程得：log Icorr= ‒2.835 , Icorr=1.462x10-3A,Ecorr= ‒0.6657V 。

因为实验所用电极直径为2mm,面积为Πmm 2，故自腐蚀电流密度=自腐蚀电流/电极面积=1.462×10-3 /（Π×0.0012）=465.3（A/ m 2） 由图知，钝化电流Ip=4.46×10-2A ，钝化电流密度=4.46×10-2/（Π×0.0012）=1.42×104（A/ m 2） 钝化电位范围：0.583−1.324V3、Fe 在1.0mol/L 的HCl 溶液中铁的极化钝化曲线-1.0-0.50.00.51.01.52.0-0.035-0.030-0.025-0.020-0.015-0.010-0.0050.0000.0050.010BA-6-5-4-3-2-1CA两直线方程为：y = -1.9267x - 4.171y = 1.9989x - 2.1957联立两直线方程得：log Icorr= ‒3.202A , Icorr=6.280×10-4A ； Ecorr= ‒0.503V 。

电化学曲线极化曲线阻抗谱分析一、极化曲线1.绘制原理铁在酸溶液中，将不断被溶解，同时产生H2,即：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 （a）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，铁溶解的阳极电流在数值上相等但符号相反，即： 1 1 - 12.图形分析（1）斜率斜率越小，反应阻力越小，腐蚀速率越大，越易腐蚀。

（2）同一曲线上各各段形状变化如图2,在section2中，电流随电位升高的升高反而减小。

这是因为此次发生了钝化现象，产生了致密的氧化膜，阻碍了离子的扩散，导致腐蚀电流下降。

（3）曲线随时间的变动以7天和0天两曲线为例，对于Y轴，七天后曲线下移（负移），自腐蚀电位降低，说明更容易腐蚀。

对于X轴，七天后曲线正移，腐蚀电流增大，亦说明更容易腐蚀。

二、阻抗谱1.测量原理它是基于测量对体系施加小幅度微扰时的电化学响应，在每个测量的频率点的原始数据中，都包含了施加信号电压（或电流）对测得的信号电流（或电压）的相位移及阻抗的幅模值。

从这些数据中可以计算出电化学响应的实部和虚部。

阻抗中涉及的参数有阻抗幅模（I Z |）、阻抗实部（Z,）、阻抗虚部（乙,）、相位移（B ）、频率（3）等变量，同时还可以计算出导纳（Y）和电容（C）的实部和虚部，因而阻抗谱可以通过多种方式表示。

I（Fe）的大小反映而维持I（Fe）, I（H）相等时的电势称为Fe/H+体系的自腐蚀电势& corFe在H+中的溶解速率,图丄极化曲线图1是Fe在H+中的阳极极化和阴极极化曲线图。

当对电极进行阳极极化定对应的极化电势和极化电流,当对电极进行阴极极化,图2铜合金在海水中典型极化曲线（即加更大正电势）时，反应（c）被抑制，反应（b）加快。

此时，电化学过程以就可得到Fe/ H+体系的阳极极化曲线rba。

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。

Fe的溶解为主要倾向。

通过测同理，可获得阴极极化曲线rdc。

铁的极化曲线的测定、循环伏安法数据处理详细的数据处理步骤
一、数据导出
上海晨华CHI系列软件做铁极化曲线数据处理的一般步骤：
“File”-“Convert to text”，选择文件（**.bin）
选择相应文件点击“打开”，回到数据存放目录找到，文件名.txt。

二、数据导出或直接作图
先运行origin7.0，执行如下命令：“File”-“Import”-“Simple Single ACSII”，选择上一步导出的txt文件，将数据导入origin7.0，
数据导入后如下图：
第一、二列有用，如果会用origin7.0可以进行如下操作，将第二列数据取绝对值，并取lo log g 对数，用一、四列数据作图。

将一、四列选中点击“”，作图如下图：
Excel法：
因Excel无数据导入功能（或未发现），故先将文件导入origin7.0后，将其复制到Excel中进行处理。

将第二列绝对值，放入第三列，对第三列取以10为底的对数，放于第四列，一四列作图。

如下：
以上即是铁极化曲线的数据处理过程！能力有限敬请参考！。

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

通过测量电极在不同电位下的电流变化，可以得到极化曲线，从而分析电极的电化学性质和反应动力学过程。

本实验旨在通过测定铁电极的极化曲线，探究其电化学性质，并对实验结果进行分析和讨论。

实验装置和方法：本实验采用三电极系统，包括工作电极、参比电极和辅助电极。

首先，将铁片作为工作电极，银/银氯化银电极作为参比电极，铂丝作为辅助电极。

然后，将这三个电极分别插入电解液中，并使用电位扫描仪测量电位和电流的变化。

实验过程中，通过改变电位的斜率和扫描速率，可以得到不同条件下的极化曲线。

实验结果与讨论：在实验中，我们通过改变电位的斜率和扫描速率，得到了铁电极在不同条件下的极化曲线。

根据实验结果，我们可以观察到以下现象和规律：1. 极化曲线的形状：在正向扫描时，铁电极的极化曲线呈现出两个明显的区域：活化区和稳定区。

活化区是指电位较低的区域，此时电流较大，反应速率较快。

稳定区是指电位较高的区域，此时电流较小，反应速率较慢。

在反向扫描时，极化曲线的形状与正向扫描时相似，但是活化区和稳定区的位置会发生变化。

2. 极化曲线的斜率：极化曲线的斜率反映了电极的电化学活性和反应速率。

斜率越大，表示电极的活性越高，反应速率越快。

在实验中，我们可以通过改变电位的斜率来调节电极的活性，从而探究电极的电化学性质。

3. 极化曲线的扫描速率：扫描速率是指电位变化的速度。

在实验中，我们可以通过改变扫描速率来研究电极的反应动力学过程。

当扫描速率较慢时，电极的反应过程更加充分，可以观察到更多的电化学现象。

而当扫描速率较快时，电极的反应过程相对较快，可能会导致一些电化学现象无法观察到。

结论：通过极化曲线测定实验，我们可以得到电极的电化学性质和反应动力学过程。

实验结果显示，铁电极在不同电位下的电流变化呈现出明显的活化区和稳定区，斜率和扫描速率对电极的反应速率和动力学过程有重要影响。