电极电位及极化曲线测定

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。

阳极极化曲线的测定实验报告
实验名称：阳极极化曲线的测定实验报告
实验目的：
1. 了解阳极极化现象的基本概念和原理；
2. 掌握测量阳极极化曲线的方法；
3. 分析影响阳极极化的因素及其机理。

实验仪器：
1. 电化学工作站
2. 参比电极：银/氯化银电极
3. 氧化铁电极
4. 稳定电源
实验原理：
阳极极化是指阳极在电解液中发生氧化反应，并在阳极表面生成一层氧化物（如铁在铁离子存在下变成铁离子）后，加速极化的现象。

阳极极化曲线是通过测定阳极的Tafel曲线得出的，Tafel曲线的斜率与阳极极化速率成比例。

实验步骤：
1. 将氧化铁电极固定在电化学工作站的阳极位，并连接稳定电源；
2. 将银/氯化银电极作为参比电极固定在电化学工作站的参比电极位，并用KCl溶液饱和；
3. 连接液路，使氧化铁电极与电化学工作站连接；
4. 对氧化铁电极进行阳极极化，启动电化学工作站，并在一定电位上
进行一段时间的绝化等待稳定；
5. 循环扫描电位，记录电位与电流的变化，得到Tafel曲线；
6. 对Tafel曲线进行分析，得出阳极极化的速率及其机理。

实验结果：
从实验数据中得出，阳极极化速率与阳极表面氧化物的生成速率成正比，同时还受到电流密度、溶液浓度、温度等因素的影响。

实验结论：
通过实验结果得出，阳极极化是一种加速极化现象，其速率受到多种
因素的影响。

在化学反应工业生产中，应该重视阳极极化现象的影响。

恒电势法测定极化曲线恒电势法是电化学分析法中常用的一种方法，用于测定电化学反应的极化曲线，也就是反应物浓度与极化电位（或电流密度）之间的关系。

恒电势法通过控制电化学反应体系中的电势，使其在一定幅度内变化，从而测定样品的极化曲线。

本文将介绍恒电势法测定极化曲线的基本原理、实验操作和数据处理方法。

一、基本原理恒电势法是在一定电势范围内，保持电极电势恒定，同时测定电流密度（或电位）的方法。

在电化学反应中，电极电势随反应进行而变化，一般来说，反应速率随着电极电势的变化而变化，因此，通过测定电极电势变化时的电流密度，可以得到极化曲线。

二、实验操作1.实验器材（1）恒电势仪：用于控制电极电位，并记录电流密度（或电位）数据。

（2）电化学电池：包括工作电极、参比电极和计数器。

（3）化学药品：包括电解液、反应物等。

2.实验步骤（1）准备电池将工作电极、参比电极和计数器连接好，并加入适量的电解液。

（2）校准电极电位使用参比电极校准电极电位，确保电极电位精确、稳定。

以一定速率改变反应物浓度，记录此时的电流密度（或电势）值，得到极化曲线。

（4）拟合曲线通过拟合极化曲线，求出反应物动力学参数，如反应速率、反应物活化能等。

三、数据处理根据实验测得的数据，可用某些数学方法进行数据处理，拟合极化曲线。

常见的方法有线性拟合和非线性拟合。

线性拟合法：将极化曲线化为一条直线，用最小二乘法求解拟合直线的斜率和截距，从而得到反应物活化能等参数。

非线性拟合法：利用计算机软件或手动计算方法求解非线性极化曲线的拟合参数，如Tafel斜率、交换电流密度等。

四、结论恒电势法测定极化曲线是电化学分析中常用的一种方法，可以用于测定反应物的动力学行为和反应物活化能等参数。

在实验中，应注意控制反应条件，减少误差的影响，同时选择合适的数据处理方法，得到准确的结果。

极化曲线-电极电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线叫作极化曲线极化曲线-电极电位与极化电流或极化电流密度之间关系的曲线叫作极化曲线，极化曲线是以电极电位为纵坐标，以电极上通过的电流为横坐标获得的曲线，它表征腐蚀原电池反应的推动力电位与反应速度电流之间的函数关系。

极化曲线分为4个区，活性溶解区、过渡钝化区、稳定钝化区、过钝化区。

学术术语来源——钛种植体基台与种植体上部结构合金的耐腐蚀性能文章亮点：1 金属种植体的腐蚀非常重要，因为它对种植体的生物相容性和机械整合产生不利影响。

随着基底材料的腐蚀，其表面钝化膜溶解，就会有离子释放到周围环境中。

过多金属离子的释放会产生不利的生物反应，甚至导致种植失败。

大量资料评价了钛种植体的耐腐蚀性，然而种植体上部结构合金的选择仍然存在着问题，合金本身的腐蚀及多种合金同时应用引起的电偶腐蚀已受到广泛关注。

2 实验利用动电位极化技术研究并探讨钛种植体基台、金合金、镍铬合金、钴铬合金及钛合金在人工唾液中的电化学腐蚀行为，并进行相互比较，发现金合金、纯钛是耐腐蚀性较好的材料，镍铬合金的腐蚀速度最大，应尽量避免用镍铬合金作为种植体上部结构。

关键词：生物材料；口腔生物材料；稳态电位；电偶序；电偶腐蚀；纯钛；金合金；钴铬合金；钛合金；镍铬合金主题词：钛；金合金；铬合金摘要背景：国内有学者运用动电位极化技术测定常用牙科金属自腐蚀电位值来评价低贵金属的腐蚀性能，发现合金的贵金属含量是影响其耐腐蚀性能的主要原因。

目的：评价TA2型商业纯钛、金合金、钴铬合金、钛合金及镍铬合金的体外耐腐蚀性能。

方法：将TA2型商业纯钛、金合金、钴铬合金、钛合金及镍铬合金分别浸入人工唾液中，运用动电位极化技术测量5种材料在人工唾液中的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度。

结果与结论：5种合金的自腐蚀电位值由大到小排列顺序为金合金、商业纯钛、钛合金、钴铬合金、镍铬合金；金合金与纯钛电位较正，不易发生腐蚀；钛合金和钴铬合金居中，由于可以形成稳定氧化膜，具有较强的抗孔蚀和缝隙腐蚀能力；镍铬合金电位较负，则较容易发生溶解。

涂层极化曲线标准
涂层极化曲线标准涉及两个重要的概念：电极电位和极化曲线。

电极电位是指电极表面与溶液接触时，电极与溶液界面之间的电势差。

极化曲线则描述了电流密度与电极电位之间的关系，这种关系可以通过曲线来表达。

在涂层极化曲线的绘制过程中，通常会观察到三个阶段。

第一个阶段是AB 段，主要发生电化学极化，随着电流密度的增加，电极电位偏离平衡电位的程度也增加。

第二个阶段是CD段，主要发生浓差极化，此时电流密度不再上升，而电极电位急剧负移。

第三个阶段是BC段，两种极化混合发生。

涂层极化曲线在镀液性能对比与选择时具有应用价值。

一般来说，阴极极化作用大，镀层结晶细致、光亮，而阴极极化度（极化度即极化曲线的斜率，可近似看作变更单位电流密度时，电极电位相应变化的程度）大，镀液分散能力好，镀层均匀。

此外，涂层极化曲线还可以用于评估金属双极板的耐蚀性。

通过测量腐蚀电流密度和腐蚀电势，可以评估金属双极板的长期稳定性。

较低的腐蚀电流密度和较高的腐蚀电势表明金属双极板具有良好的耐蚀性。

以上内容仅供参考，如需涂层极化曲线的标准，建议查阅相关文献或咨询材料科学专家。

实验五阳极极化曲线的测定一、实验目的1．掌握用恒电位法测定碳钢在碳铵溶液中的阳极极化曲线。

2．了解阳极极化曲线的意义和应用。

二、实验原理1.电极的极化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条件下进行的，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为电极的极化。

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；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。

2．极化曲线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，在该研究过程中极化曲线的测定是重要的方法之一。

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为极化曲线，如图5-1所示。

图5-1 金属极化曲线ab.活性溶解区； b.临界钝化点； bc.钝化过渡区; cd.钝化稳定区; de.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 → 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，当阳极电位正到某一数值时，其溶解速度达到一最大值。

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。

金属电极的极化曲线介绍金属电极的极化曲线是描述金属电极在不同电位下电流与电势之间关系的曲线。

通过研究金属电极的极化曲线，可以了解电极在电化学反应中的行为特性，对电化学领域的研究具有重要意义。

极化曲线的构成极化曲线通常由电流密度（i）和电势（E）之间的关系图示形成。

E轴表示电势，i轴表示电流密度。

在实验中，通过改变电势的值，测量相应的电流密度，得到一系列的数据点，从而绘制出金属电极的极化曲线。

极化曲线的类型1. 极化曲线的基本形状金属电极的极化曲线一般呈现出以下几种基本形状：(1) 直线形直线形极化曲线通常表示电极处于在低电流密度下的平稳状态。

在这种状态下，电极的电化学反应速率与电势之间存在线性关系。

(2) 曲线形曲线形极化曲线通常表示电极发生了某种非均匀的极化过程。

这种非均匀的极化可能是由于电极表面发生了物理或化学变化，导致电化学反应速率与电势的关系不再是线性的。

(3) 反S形反S形极化曲线通常表示电极出现了过渡性的行为。

在某个特定的电势区间内，电极的电化学反应速率明显变化，呈现出S形曲线的倒置。

2. 极化曲线的特征金属电极的极化曲线具有以下几个特征：(1) 线性段极化曲线的线性段通常是在电流密度较低的区域。

在这个区域内，电极的电化学反应速率与电势之间存在着线性关系。

(2) 饱和段极化曲线的饱和段通常是在电流密度较高的区域。

在这个区域内，电极的电化学反应速率已经饱和，不再随电势的增加而增加。

(3) 极化电势极化曲线上的极化电势是指电流密度为零时对应的电势值。

极化电势可以反映电极的活性和稳定性。

(4) 极化电阻极化曲线上的极化电阻是指电流密度与电势之间斜率的倒数。

极化电阻越大，说明电极的极化程度越高。

极化曲线的应用1. 材料研究通过分析金属电极的极化曲线，可以评估材料的耐蚀性和抗氧化性能。

这对于材料的选择和设计具有重要意义。

2. 腐蚀研究金属电极的极化曲线可用于研究金属在不同环境条件下的腐蚀行为和机理。

实验一：恒电位法测定阳极极化曲线一．实验目的1． 熟悉恒电位仪测定极化曲线的方法；2． 了解金属钝化现象及活化钝化转变过程二．基本原理极化曲线测量是金属电化学腐蚀和保护中一种重要的研究手段。

测量腐蚀体系的极化曲线，实际就是测量在外加电流作用下，金属在腐蚀介质中的电极电位与外加电流密度之间的关系。

某些金属在特定介质中存在钝化现象，表面生成一层具有保护作用的钝化膜，其阳极极化曲线如图所示：图1－1. 具有活化钝化转变的阳极极化曲线图中Ⅰ区为活化区，Ⅱ区为钝化过渡区，Ⅲ区为钝化区，此时金属表面生成一层具有保护性的钝化膜，Ⅳ区为过钝化区，钝化膜破裂，极化电流增大。

图中a 点所对应的电流密度为维钝电流密度，b 点所对应的电流密度为致钝电流密度。

为了判定金属在电解质溶液中采用阳极保护的可能性，选择阳极保护的三个主要技术参数——致钝电流密度、维钝电流密度和钝化电位，必须测定阳极极化曲线。

三．实验仪器及用品恒电位仪，极化池，参比电极，辅助电极，工作电极，天平，量筒，水浴锅，温度计，搅拌棒，碳酸氢铵，氨水，无水酒精棉，水砂纸，四．实验步骤1． 配制实验溶液350毫升去离子水在水浴中加热至40度左右，放入80克碳酸氢铵，用玻璃棒搅拌至完全溶解，再加入32毫升氨水；2． 测定阳极极化曲线用水砂纸打磨工作电极至光亮，用无水酒精棉擦干待用；按照仪器要求连线，盐桥尖端距离研究电极表面为1—2毫米，经教师确认无误方可开始实验；lgi a b五．试验结果及数据处理1．在表中列出实验数据，并作E－lgi曲线图；2．在图中标明致钝电流密度、维钝电流密度及钝化电位区间，并附表列出。

六．分析及结论要求对所得的试验结果进行讨论分析，得出最终结论，文中引用参考文献处用上角标[1]的格式标明，并在试验报告后列出所引用的文献。

参考文献格式如下：References:1. Liu, J., X. Liang and S. Li, Effect of sulphate-reducing bacteria on the electrochemical impedancespectroscopy characteristics of 1Cr18Ni9Ti. 2007. 14(5): p. 425-430.。

1.从图中可以看出，1的腐蚀电位比较正，且腐蚀电流较小，说明1号的耐蚀性能较好。

2号曲线上半支出现这种现象一般是由于钝化造成的2.似乎你的极化曲线测试的有点问题，好像不大对！钝化区非常短，感觉可以多测试几次取个最好的值！3.2虽然钝化了，但是钝化区间非常短。

我感觉你这两个图测试的也有问题，看看能不能重复测试一下，看重复性如何4.极化曲线的腐蚀电位真的说明不了什么问题么，只看腐蚀电流？这个说法正确。

但是要是一系列的实验中，腐蚀电位移动规律一样，倒是可以说明问题的极化曲线中腐蚀电位的问题确实很麻烦，对很多体系而言，腐蚀电位变化较大，倒是腐蚀电流还可以说明问题的。

5.我们对腐蚀电极系统做极化曲线，其目的无非是想从极化曲线中获得我们所需要的数据，极化曲线又可以分为线性极化区，弱极化区，强极化区，可以从中解析出我们所需要的动力学参数，依据动力学参数则可以定量的评价腐蚀体系的性能。

个人认为用极化曲线来评价腐蚀体系还是一种很成熟的方法，在评价腐蚀体系时一般还用到了交流阻抗方法，虽然用交流阻抗方法可以获得更多的动力学参数，以更有力的数据来说明腐蚀体系，但交流阻抗方法还是存在很多问题的，也存在很多争议！6.其实腐蚀电位的大小可以说明：腐蚀进难易程度；腐蚀电流的大小说明腐蚀的程度及腐蚀过程进行的快慢！7.具体而言：实际试验中极化曲线分为四个区，活性溶解区、过渡钝化区、稳定钝化区、过钝化区。

极化曲线可用实验方法测得。

分析研究极化曲线，是解释金属腐蚀的基本规律、揭示金属腐蚀机理和探讨控制腐蚀途径的基本方法之一。

8.你们讨论的大多是金属电极，那么在金属氧化物电极中的腐蚀过程是指什么呢？？是金属氧化物本身的溶解过程，还是金属氧化物的电还原产物（金属）的腐蚀过程呢？？如氧化锌电极在氢氧化钾溶液中。

请赐教！！9.极化：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。

极化曲线：描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化曲线极化曲线表示电极电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线。