首頁 物理化學實驗

.11鎳在碳酸銨溶液中的鈍化行為與極化曲線的測定

一、實驗目的

(1) 測定鎳在碳酸銨溶液中的陽極極化曲線。

(2) 掌握線性電位掃描法測試陽極極化曲線的基本原理和方法。

二、實驗原理

線性電位掃描法是指控製電極電位在一定電位範圍內、以一定的速度均勻連續變化,同時記錄各電位反應的電流密度,從而得到電位電流密度曲線,即穩態極化曲線。在這種情況下,電位是自變量,電流是因變量,極化曲線表示穩態電流密度與電位之間的函數關係:i=f(Φ)。

金屬作陽極的電解池中通過電流時,通常將發生陽極的電化學溶解過程。如陽極極化不大,陽極溶解過程的速度隨電勢變正而逐漸增大,這是金屬的正常陽極溶解。在某些化學介質中,當電極電勢正移到某一數值時,陽極溶解速度隨電勢變正反而大幅度降低,這種現象稱作金屬的鈍化。

處在鈍化狀態的金屬的溶解速度是很小的,在金屬防腐及作為電鍍的不溶性陽極時,這正是人們所需要的。而在另外的情況如化學電源、電冶金和電鍍中的可溶性陽極,金屬的鈍化就非常有害。

利用陽極鈍化,使金屬表麵生成一層耐腐蝕的鈍化膜來防止金屬腐蝕的方法,叫作陽極保護。

圖318陽極極化曲線

利用線性電位掃描法的陽極極化曲線如圖318所示。

曲線表明:電勢從a點開始上升(即電勢向正方向移動),電流也隨之增大,電勢超過b點以後,電流迅速減至很小,這是因為在鎳表麵上生成了一層電阻高、耐腐蝕的鈍化膜。到達c點以後,電勢再繼續上升,電流仍保持在一個基本不變的、很小的數值上。電勢升至d點時,電流又隨電勢的上升而增大。從a點到b點的範圍稱為活性溶解區;b點到c點稱為鈍化過渡區;c點到d點稱為穩定區;d點以後稱為過鈍化區。對應於b點的電流密度稱為致鈍電流密度;對應於cd段的電流密度稱為維鈍電流密度。如果對金屬通以致鈍電流(致鈍電流密度與表麵積的乘積)使表麵生成一層鈍化膜(電勢進入鈍化區),再用維鈍電流(維鈍電流密度與表麵積的乘積)保持其表麵的鈍化膜不消失,金屬的腐蝕速度將大大降低,這就是陽極保護的基本原理。影響金屬鈍化的因素很多,主要有: