碳钢在碳酸铵溶液ppt课件
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极化曲线原理1.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,每个电极或电池反应都是在无限接近于平衡下进行的,因此电极反应是可逆的。
当有电流通过电池时,则电极的平衡状态被破坏,此时电极反应处于不可逆状态,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。
在有电流通过电极时,由于电极反应的不可逆而使电极电位偏离平衡值的现象称作电极的极化。
根据实验测出的数据来描述电流密度与电极电位之间关系的曲线称作极化曲线如图1所示。
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++ne -此过程只有在电极电位大于其热力学电位时才能发生。
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,但当阳极电位正到某一数值时,其溶解速度达到一最大值。
此后阳极溶解速度随着电位变正,反而大幅度的降低,这种现象称为金属的钝化现象。
曲线表明,电位从a 点开始上升(即电位向正方向移动),电流密度也随之增加,电位超过b 点以后,电流密度迅速减至很小,这是因为在金属表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达c点以后,电位再继续上升,电流仍保图1金属极化曲线ab 活性溶解区;b.临界钝化点;bc.过渡钝化区;cd.稳定钝化区;de.超(过)钝化区持在一个基本不变的很小的数值上,电位升到d点时,电流又随电位的上升而增大。
2.影响金属钝化过程的几个因素金属钝化现象已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,可归纳为以下几点:(1)溶液的组成。
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,则不易钝化;溶液中卤素离子(特别是Cl-)的存在,能明显地阻止金属的钝化;溶液中存在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。
各种纯金属的钝化能力不尽相同,例如铁、镍、铬三种金属的钝化能力为铬>镍>铁。
金属极化曲线的测定碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线--碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线网上预习:一、实验目的1.掌握用恒电位法测定金属极化曲线的原理和方法。
2.了解极化曲线的意义和应用。
3.求出临界钝化电势和临界钝化电流,根据极化曲线来分析金属的钝化行为。
二、预习要求1.弄清什么是电极的极化和极化曲线。
2.掌握恒电位仪的使用方法。
三、实验原理图1金属极化曲线: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1.为了探索电极过程的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,而在该研究过程中极化曲线的测定又是重要的方法之一。
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,每个电极或电池反应都是在无限接近于平衡下进行的,因此电极反应是可逆的。
但当有电流明显地通过电池时,则电极的平衡状态被破坏,此时电极反应处于不可逆状态,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。
在有电流通过电极时,由于电极反应的不可逆而使电极电位偏离平衡值的现象称作电极的极化。
根据实验测出的数据来描述电流密度与电极电位之间关系的曲线称作极化曲线如图1所示。
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:`此过程只有在电极电位正于其热力学电位时才能发生。
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。
但当阳极电位正到某一数值时,其溶解速度达到一最大值。
此后阳极溶解速度随着电位变正,反而大幅度的降低,这种现象称为金属的钝化现象。
曲线表明,电位从A点开始上升(即电位向正方向移动),电流密度也随之增加,电位超过B点以后,电流密度迅速减至很小,这是因为在金属表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达C点以后,电位再继续上升,电流仍保持在一个基本不变的很小的数值上,电位升到D点时,电流又随电位的上升而增大。
2.影响金属钝化过程的几个因素金属钝化现象是常见的,人们已对它进行了大量的研究工作。
实验二十一碳钢在碳酸铵溶液中的钝化行为与极化曲线的测定一、实验目的1.测定碳钢在碳酸铵溶液中的阳极极化曲线2.掌握线性电位扫描法测试阳极极化曲线的基本原理和方法。
二、实验原理线性电位扫描法是指控制电极电位在一定电位范围内、以一定的速度均匀连续变化,同时记录下各电位下反应的电流密度,从而得到电位-电流密度曲线,即稳态极化曲线。
在这种情况下,电位是自变量,电流是因变量,极化曲线表示稳态电流密度与电位之间的函数关系:i=f(Φ)。
金属作阳极的电解池中通过电流时,通常将发生阳极的电化学溶解过程。
如阳极极化不大,阳极溶解过程的速度随电势变正而逐渐增大,这是金属的正常阳极溶解。
在某些化学介质中,当电极电势正移到某一数值时,阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低,这种现象称做金属的钝化。
处在钝化状态的金属的溶解速度是很小的,在金属防腐及作为电镀的不溶性阳极时,这正是人们所需要的。
而在另外的情况如化学电源、电冶金和电镀中的可溶性阳极,金属的钝化就非常有害。
利用阳极钝化,使金属表面生成一层耐腐蚀的钝化膜来防止金属腐蚀的方法,叫做阳极保护。
利用线性电位扫描法的阳极极化曲线如图1所示。
图1 阳极极化曲线曲线表明,电势从a点开始上升(即电势向正方向移动),电流也随之增大,电势超过b点以后,电流迅速减至很小,这是因为在碳钢表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达c点以后,电势再继续上升,电流仍保持在一个基本不变的、很小的数值上。
电势升至d点时,电流又随电势的上升而增大。
从a点到b点的范围称为活性溶解区;b点到c点称为钝化过渡区;c点到d点称为稳定区;d点以后称为过钝化区。
对应于b点的电流密度称为致钝电流密度;对应于c-d段的电流密度称为维钝电流密度。
如果对金属通以致钝电流(致钝电流密度与表面积的乘积)使表面生成一层钝化膜(电势进入钝化区),再用维钝电流(维钝电流密度与表面积的乘积)保持其表面的钝化膜不消失,金属的腐蚀速度将大大降低,这就是阳极保护的基本原理。
实验二十一碳钢在碳酸铵溶液中的钝化行为与极化曲线的测定一、实验目的1.测定碳钢在碳酸铵溶液中的阳极极化曲线2.掌握线性电位扫描法测试阳极极化曲线的基本原理和方法。
二、实验原理线性电位扫描法是指控制电极电位在一定电位范围内、以一定的速度均匀连续变化,同时记录下各电位下反应的电流密度,从而得到电位-电流密度曲线,即稳态极化曲线。
在这种情况下,电位是自变量,电流是因变量,极化曲线表示稳态电流密度与电位之间的函数关系:i=f(Φ)。
金属作阳极的电解池中通过电流时,通常将发生阳极的电化学溶解过程。
如阳极极化不大,阳极溶解过程的速度随电势变正而逐渐增大,这是金属的正常阳极溶解。
在某些化学介质中,当电极电势正移到某一数值时,阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低,这种现象称做金属的钝化。
处在钝化状态的金属的溶解速度是很小的,在金属防腐及作为电镀的不溶性阳极时,这正是人们所需要的。
而在另外的情况如化学电源、电冶金和电镀中的可溶性阳极,金属的钝化就非常有害。
利用阳极钝化,使金属表面生成一层耐腐蚀的钝化膜来防止金属腐蚀的方法,叫做阳极保护。
利用线性电位扫描法的阳极极化曲线如图1所示。
图1 阳极极化曲线曲线表明,电势从a点开始上升(即电势向正方向移动),电流也随之增大,电势超过b点以后,电流迅速减至很小,这是因为在碳钢表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达c点以后,电势再继续上升,电流仍保持在一个基本不变的、很小的数值上。
电势升至d点时,电流又随电势的上升而增大。
从a点到b点的范围称为活性溶解区;b点到c点称为钝化过渡区;c点到d 点称为稳定区;d点以后称为过钝化区。
对应于b点的电流密度称为致钝电流密度;对应于c-d 段的电流密度称为维钝电流密度。
如果对金属通以致钝电流(致钝电流密度与表面积的乘积)使表面生成一层钝化膜(电势进入钝化区),再用维钝电流(维钝电流密度与表面积的乘积)保持其表面的钝化膜不消失,金属的腐蚀速度将大大降低,这就是阳极保护的基本原理。