实验8 极化曲线评选缓蚀剂
一.目的要求：
1.掌握用极化曲线Tafel区外推法测定金属腐蚀速度的原理及方法。
2.掌握评选缓蚀剂的原理及方法。
3.评定乌洛托品在盐酸中的缓蚀效率。
二.基本原理：
利用近代的电化学测试技术，可以测得以自然腐蚀电位为起点的完整的极化曲线。如图8—1
所示：
图8—1 外加电流的活化激化曲线
在开始时，把极化电位控制的很低，然后逐渐提高极化电位，这样的极化曲线可以分三个区：
（1）线性区——直线AB段
（2）弱极化区——曲线BC段
（3）Tafel区——直线CD段
把Tafel区CD段（在ф——㏒I图上）的切线外推与自然腐蚀电位фc的水平线相交于O点，
此点所对应的电流密度即为金属的自然腐蚀电流密度i c，根据法拉第定律，即可以把i c换算为腐
蚀重量或腐蚀深度。
对于阳极极化曲线不易测准的体系，常常只由阴极极化曲线的Tafel直线外推与фc的水平线相交以求出i c 这种以利用极化曲线的Tafel区直线外推以求腐蚀速度的方法称之为极化曲线法或Tafel线外推法。它有许多局限性：它只适用于在Tafel区的电极过程服从于指数定律的腐蚀体系，如放氢型的腐蚀。对于浓差极化较大的体系，对于电阻较大的溶液在强烈激化时金属表面发生较大变化（如膜的生成或溶解）的情况就不适用。此外，在外推做图时也回引入较大的误差。
用极化曲线评选缓蚀剂是基于缓蚀剂回阻滞腐蚀的电极过程，降低腐蚀速度，从而改变受阻滞的电极过程的极化曲线的走向，见图8—2
图8—2缓蚀剂阻滞电极过程的极化曲线
由图8—2可见，未加缓蚀剂时，阴极阳极极化曲线相交于S0点，腐蚀电流为I0，加缓蚀剂之后，阴极阳极极化曲线相交于S点，腐蚀电流为I，而I比I0要小的多。可见缓蚀剂明显地减缓了腐蚀。根据缓蚀剂所阻滞的电极过程，可以把缓蚀剂分为阴极型，阳极型和混合型。
缓蚀剂的缓蚀率也可以直接用腐蚀电流来计算：
Z=（I0-I）/I0×100%
式中：Z——缓蚀剂的缓蚀效率（%）
I0——不加缓蚀剂时金属在介质中的腐蚀电流
I——加缓蚀剂之后在腐蚀介质中的腐蚀电流（也可以用电流密度来表示）。
本实验用恒定电位法测定碳钢在1NHCl，1NHCl加0.5%乌洛托品的极化曲线，评定其缓蚀率。
三.仪器，药品及实验装置
1.恒定电仪（HDV——7型或JH——2C型）一台
2.饱和甘汞电极，液桥，盐桥各1支
3.铂电极1支
4.碳钢试件2个
5.电介质各一个
6.1N盐酸1升
7.乌洛托品0.5%（1N盐）1升
8.试件夹具，试件预处理用品若干
四．操作步骤：
1.准备好待测试件，打磨，测量，安装到聚四氟乙烯夹具上，脱脂，冲洗并安装于电介池中。
2.按图8—3接好路线，装好仪器，按恒电位仪操作规程，在电解池中注入足够的实验溶液，恒电位仪的“电流测量”置于最大量程，预热调零，测量待测电极的自然腐蚀电位，调节“给定
电位”，“电流测量”置于适当的量程，进行极化测量，即从自然腐蚀电位开始，由小到大增加极化电位，电位调节幅度可由10，20，30mV……..直至80mV左右。同一幅度可连续调节若干次，每调节一次电位值1～2分钟后读取电流值，再调一次电位值，再读相应电流值，如此反复。
3.按步骤2进行如下测量：测碳钢在1N盐酸中阴极极化曲线，重测自然腐蚀电位，再测极化曲线；更换或重新处理试件，在上述介质中加入0.5%乌洛托品,测定其系统中的自然腐蚀电位及阴极，阳极极化曲线。
4.关机，结束实验。
五.数据处理：
试件材质（）介质成分（）介质温度（）℃
试件尺寸（）试件暴露面积（）参比电极（）
参比电极电位（）mV 辅助电极（）试件自然腐蚀电位（）mV
六.结果处理：
在同一张半对数坐标纸上分别绘出碳钢在二组溶液阴极和阳极极化曲线（△Φ～㏒I），并求出自然腐蚀电流密度（mA/cm2）及乌洛托品的缓蚀率。
七.思考与讨论：
1.为什么可以用自然腐蚀电流密度ic 代表金属的腐蚀速度？如何由ic换算出腐蚀重量与腐蚀深度？
2.本实验方法的误差来源有哪些？
