实验一_极化曲线的测定

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。

极化曲线的测试与分析一．实验目的：掌握测定金属极化曲线的方法；二．实验装置及实验材料1．电化学测量系统（PS-268A型）1台2．计算机1台3．三电极系统（研究电极：试样；参比电极：甘汞；辅助电极；铂）1套4. 低碳钢电化学试样1个5.碳钢挂片试样4个6.过饱和KCl、蒸馏水、丙酮、脱脂棉、砂纸等若干7.量尺、分析天平、量杯、烧杯、毛刷等。

三．实验原理1、电化学腐蚀原理金属腐蚀按腐蚀机理可分为化学腐蚀，电化学腐蚀两类。

电化学腐蚀是指金属表面与电解质溶液发生电化学反应而引起的破坏。

其特点是反应过程中金属构成电极，整个系统有阳极失去电子和阴极获得电子及电子流动的产生。

电化学腐蚀服从电化学动力学的基本规律。

当金属浸入电解质溶液时，由于水分子极性的静电作用，或由于金属电子的吸附作用。

在两相界面的两侧将形成由电子层与正离子层组成的双电层。

由于双电层的存在而产生的电位差称为金属―溶液体系的电极电位。

不同的金属在不同的溶液体系中有不同的电极电位。

至今还没有可靠的方法可以测定金属电极电位的绝对值，但可以求其相对值。

通常是指定某一电位稳定的电极为基准电极也叫参比电极或参考电极，人为规定其电位值；再把它与被研究电极组成原电池；测定出原电池的电动势，则被研究电极的电极电位就被测出。

通常采用的参比电极是标准氢电极，但在实际工作中常常采用更方便、更结实的参比电极，如甘汞电极，银－氯化银电极等。

实际上，金属大多是含有杂质的或者以合金的形态存在。

因此，金属浸入电解质溶液后，其界面不是存在单一电极而是存在着几个电极，测得的电位也是其混合值，金属与电解质溶液接触一定时间后，达到的稳定电位值称为该金属在该电解质溶液中的腐蚀电位或自然腐蚀电位，又叫开路电位或混合电位。

腐蚀电位决定于金属材料的成分，金相组织结构，表面状态以及电解质溶液的成分，浓度，温度和PH值等。

腐蚀电位的大小与金属腐蚀速度之间没有简单的对应关系，但其可以大致指出金属的耐腐蚀性。

极化曲线测定实验报告实验目的：1. 了解极化现象的基本原理；2. 学会使用电位-电流（极化）曲线进行电极的极化特性测定；3. 掌握不同电位下的极化电流的测定方法；4. 确定电极极化的过电位。

实验仪器：1. 极化曲线测定装置2. 电源3. 电位计4. 电流计5. 电阻箱6. 试样电极实验原理：当一个电化学电池在工作时，如果将工作电极的电位进行变化，会引起极化现象。

极化现象产生的原因是工作电极上电子转移反应的速率受到了限制，从而导致了整个反应速率的下降。

极化曲线实验可以通过测量电流与电位之间的关系，来推断电化学电池的反应机理和动力学参数。

实验步骤：1. 将试样电极插入极化曲线测定装置中的电极槽中；2. 连接电源、电位计、电流计和电阻箱，组成电路；3. 打开电源，调整电压，并记录不同电位下的电流值；4. 根据测得的数据绘制极化曲线。

实验结果及讨论：根据实验测得的数据，我们可以绘制出试样电极在不同电位下的极化曲线。

通常极化曲线图呈现出一个曲线，在某一电位附近极化电流达到峰值，然后随着电位的进一步增加而逐渐减小。

这个峰值电位即为电极的极化过电位。

通过极化曲线，我们可以得到一些有关试样电极的信息。

例如，当电位接近峰值电位时，电极上的电子转移反应受到限制，电极表面可能会形成一层非电活性的物质膜。

此时，电极上的电流主要通过扩散过程来传递。

当电位进一步增加时，电子转移反应的限制逐渐解除，电流通过电活性物质的表面反应来转移。

根据极化曲线还可以计算电极的极化电阻、极化电流密度等参数。

实验结果的准确性受到多种因素的影响，如实验操作的精确性、试样电极的质量等。

在进行实验时应尽量控制这些因素，提高实验结果的准确性。

结论：通过极化曲线测定实验，我们可以了解电极的极化特性和极化过电位，并可以推断电极的反应机理和动力学参数。

该实验方法可以在电化学过程研究和电化学工程中提供有价值的信息。

实验一极化曲线的测定一、实验目的1.掌握用“三电极”法测定不同金属的极化曲线。

2.了解极化曲线的意义和应用。

3.讨论极化曲线在金属腐蚀与防护中的应用。

二、实验概述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乂是重要的方法之一。

在研究可逆电池的电动势和电池反应时电极上儿乎没有电流通过，每个电极或电池反应都是在无限接近平衡下进行的，因此每个电极反应是可逆的。

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，III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。

A E F图一金属的极化曲线金属的阳极过程是指金属作为阳极，在一定的外电势下发生的阳极溶解过程, 如下式所示:n+~M?M+ne此过程只有电极电位大于其热力学电位时才能发生。

阳极的溶解速度随着电极电位变正而逐渐增大。

这是正常的阳极溶解，但当阳极电位正到某一数值时，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。

从A点到B点的电位范围称为金属活性溶解区。

此区域内的AB线段是金属的正常溶解。

A点称为金属的自然腐蚀电位。

从B点到E点称为钝化过渡区。

BE线是山活化态到钝化态的转变过程，B点所对应的电位称为致钝电位，其对应的电流密度I称为致钝电流密度。

从E点到F点的电位范围称为钝化区。

在此区域内由于金属表面状态发生了变化，使金属的溶解速度降低到最小值，与之对应的电流密度很小，基本上不随电位的变化而变化。

此时的电流密度称为维持钝化的电流密度，其数值儿乎与电位变化无关。

FC段的电位范围称为过钝化区，在此区域，阳极电流密度乂重新随电位增大而增大，金属的溶解速度乂开始增大。

极化曲线的测定极化曲线的测定⼀、实验⽬的掌握恒电位测定极化曲线的⽅法，测定碳钢（圆型钢筋）在碱性溶液中的恒电位阳极极化曲线及其极化电位。

⼆、实验原理实际的电化学过程并不是在热⼒学可逆条件下进⾏的。

在电流通过电极时，电极电位会偏离其平衡值，这种现象称为极化。

在外电流的作⽤下，阴极电位会偏离其平衡位置向负的⽅向移动，称为阴极极化；⽽阳极电位会偏离其平衡位置向正的⽅向移动，称为阳极极化。

在电化学研究中，常常测定极化曲线，即电极电位与电流密度的关系。

铁在硫酸溶液中典型的阳极极化曲线如图23.1所⽰，该曲线分为四个区域：电流密度i 阳极电位φ+图23.1 阳极极化曲线1．从点a 到点b 的电位范围称⾦属活化区。

此区域内的ab 线段是⾦属的正常阳极溶解，以铁电极为例，此时铁以⼆价形式进⼊溶液，即Fe → Fe 2+ + 2e-。

a 点即为⾦属的⾃然腐蚀电位。

2．从b 点到c 点称为钝化过渡区。

bc 线是由活化态到钝化态的转变过程，b 点所对应的电位称为致钝电位，其对应的电流密度ib 称为致钝电流密度，此时Fe 2+离⼦与溶液中的-24SO 离⼦形成4FeSO 沉淀层，阻碍了阳极反应进⾏，导致电流密度开始下降。

由于+H 不容易到达4FeSO 沉淀层的内部，因此铁表⾯的pH 逐步增⼤。

3．从c 点到d 点的电位范围称为钝化区。

由于⾦属表⾯状态发⽣变化，阳极溶解过程的过电位升⾼，⾦属的溶解速率急剧下降。

在此区域内的电流密度很⼩，基本上不随电位的变化⽽改变。

此时的电流密度称为维持钝化电流密度i m 。

对铁电极⽽⾔，此时32O Fe 在铁表⾯⽣成，形成致密的氧化膜，极⼤地阻碍了铁的溶解，出现钝化现象。

4.de 段的电位范围称为过钝化区。

在此区阳极电流密度⼜重新随电位增⼤⽽增⼤，⾦属的溶解速度⼜开始增⼤，这种在⼀定电位下使钝化了的⾦属⼜重新溶解的现象叫做过钝化。

电流密度增⼤的原因可能是产⽣了⾼价离⼦（如，铁以⾼价转⼊溶液），或者达到了氧的析出电位，析出氧⽓。

阳极极化曲线的测定实验报告实验目的：1. 理解阳极极化曲线的概念和测定方法；2. 掌握阳极极化的过程，以及控制因素。

实验原理：阳极极化曲线是指阳极电流随阳极电位变化而变化的曲线。

阳极极化是指在阳极表面形成的一种电化学现象。

它与电极材料、电解质、溶液pH值、温度等因素有关。

阳极极化曲线一般呈S形，可分为三个部分：A、B、C。

A区为初级平台区，B区为过渡区，C区为稳态极化区。

初级平台区的电流基本稳定，过渡区的电流逐渐变大，稳态极化区的电流趋于稳定。

实验步骤：1. 准备实验室所需试剂和仪器；2. 将实验用的电极插入电极夹；3. 将电极放置于试剂中，初始电势设置为负电平（如-30V）；4. 保持电极稳定，记录其电势和电流数据；5. 在读数器上重复几次实验，确保数据收集稳定和准确；6. 处理和分析数据；7. 根据数据结果得出结论。

实验注意事项：1. 在实验过程中，应注意电极电势的精确度和测量精度；2. 试剂要求纯度高，避免可能的干扰；3. 电极插入溶液后，应尽量避免抖动电极；4. 实验操作过程中，需注意个人安全措施。

实验数据处理：首先，将收集的数据绘制成阳极极化曲线。

然后，通过曲线的三个部分（A、B、C）分析和学习阳极极化的过程和变化。

最后，结合实验原理和结论，探究阳极极化的根本机理。

实验结果：我们通过实验得出的阳极极化曲线如下图所示（图中蓝色曲线即为实验曲线）：通过上图可以看出，在图中曲线的A区，电流基本稳定，对于阳极反应而言，主要是由于附加电压激发了阳极上化学反应的起始，在这个区域内，阳极电位提高到一定程度会试图开始氧化反应，因此电流密度保持不变。

曲线的B区是过渡区，电流密度逐渐变大直到到达最大值。

在这个区域内，阳极氧化反应的速率增加，使电流密度增大。

曲线的C区是稳态极化区，电流达到最大值，且在稳定状态下基本固定。

在这个区域内，阳极氧化反应抵消了加在极上的电位增加，形成了稳态极化。

综上所述，阳极极化实验是一项针对钴合金的研究以及试图发现阳极极化曲线的实验。

应用电化学实验本课程安排4个综合实验，每个实验4个学时，共16个学时，按照10人一组分别进行。

自编实验讲义。

实验仪器有：分析天平；直流稳压稳流电源；电化学工作站；恒温水浴；饱和甘汞电极；鲁金毛细管；H 型电解槽；Pt 电极；电解槽；赫尔槽；电力搅拌器、磁力搅拌器；pH 计。

实验1：极化曲线的测定实验内容：测定Ni 2+离子、Co 2+离子单金属电沉积、以及Ni-Co 合金共电沉积的稳态阴极极化曲线。

一、 实验目的1.掌握三电极体系装置和电化学工作站的应用。

2.掌握用线性电位扫描法测量极化曲线的原理和实验方法，学会从极化曲线上分析电极过程特征。

2.测定金属电沉积的阴极极化曲线。

3.学会数据的分析和处理。

二、 实验原理研究电极过程的基本方法是测定极化曲线。

电极上电势随电流密度变化的关系曲线称为极化曲线。

极化曲线表示了电极电位与电流密度之间的关系，从极化曲线上可以求得任一电流密度下的过电势（超电势），看出不同电流密度时电势变化的趋势，直观地反映了电极反应速度与电极电势的关系。

在某一电流密度下极化曲线的斜率i ∆∆ϕ称为极化度（极化率），极化度的大小可以衡量极化的程度，判断电极过程的难易。

极化度小，电极过程容易进行；极化度大，电极过程受到较大阻碍而难以进行。

从极化曲线还可求电极过程动力学参数，如交换电流密度i 0、电子传递系数α、标准速度常数、以及扩散系数；还可以测定反应级数、电化学反应活化能等。

被控制的变量电极电位是随时间连续线性变化的。

随时间连续线性变化的电位可用线性方程表示：Vt i +=ϕϕ；其中：ϕ——扫描电位，t ——扫描时间，V ——扫描速度，i ϕ——扫描起点电位。

常以研究电极相对于参比电极的开路电位作为扫描的起点电位。

扫描电位与时间的关系如图1所示。

图1 电位与时间的关系三、实验仪器、测量线路及试剂1. 实验主要仪器：电化学工作站、计算机、H电解槽，铜丝电极（研究电极），箔片（辅助电极），饱和甘汞电极（参比电极）、Luggin毛细管。