鋅極化曲線的測定及應(yīng)用實驗研究

1、鋅極化曲線的測定及應(yīng)用實驗研究莊志萍1,任玉蘭1,劉麗2(11牡丹江師范學(xué)院化學(xué)系,黑龍江牡丹江157012;21吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院,吉林長春130023摘要:鋅電極極化曲線的測定及應(yīng)用實驗研究很少,本實驗采用恒電位法測定鋅在不同pH 緩沖溶液中的陽極極化曲線,及在酸性介質(zhì)磷酸溶液中和在酸性介質(zhì)中加入緩蝕劑硫脲后的極化曲線。得到鋅在不同介質(zhì)中鈍化電位、鈍化電流等電化學(xué)參數(shù),由此得出鋅在pH 9118緩沖溶液中的鈍化電位比在pH 4100和pH 6186中低,而鈍化電位的范圍更寬,說明鋅在pH9118溶液中更容易鈍化。因為鋅在此溶液中生成了致密的氫氧化膜,從而阻礙腐蝕。在酸性介質(zhì)磷酸溶液中加入緩蝕

2、劑硫脲后,阻礙了陽極過程,自腐電流下降。極化曲線的測量對化學(xué)電源、電鍍、電冶金、電解、金屬防腐蝕和電化學(xué)基礎(chǔ)研究等有著重要的意義。關(guān)鍵詞:鋅;極化;磷酸;緩沖溶液;緩蝕作用中圖分類號:文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1001-0017(200603-0206-02Determination of Polarization Curve of Zinc and Application ExperimentZHUANG Zhi -ping 1,RE N Y u -lan 1and LIU Li 2(1.Department o f Chemistry ,Mudanjiang Teacher s Colle

3、ge ,Mudanjiang 157012,China ;2.College o f chemistry ,Jilin Univer sity ,Changchun 130023,China Abstract :There were few experiments of determ ination and application of polarization curve of zinc.The polarization curve of zinc in bu ffer s olution of differ 2ent pH was determ ined by constant elect

4、ric potential method ,as well as it was in acidic medium H 3PO 3s olution and thiourea added acidic medium.S o we g ot elec 2trochem istry parameters of zinc in different mediums such as passivate electric potential and current ,etc.The results showed that passivate electric potential of zinc in bu

5、ffer s olution of pH 9118was lower than it in of pH 4100and of pH 6186,and the range of passivate electric potential was wider.And it concluded that zinc was easier to passivate in s olution of pH 9118.Because the corrosion was inhibited by the thick hydroxide film of zinc formed in this s olution.W

6、hen adding thiourea as the corrosion inhibitor in acidic medium H 3PO 3s olution ,the anode reaction was blocked ,the self corrosion current declined.Determ ination of polarization curve played a role in chem ical electrical s ource ,galvanization ,electrometallurgy ,electrolysis ,corrosion protecti

7、on of metal and the basic research of electrochem istry.K ey w ords :Z inc ;P olarization ;Phosphoric acid ;Bu ffer s olution ;C orrosion inhibition引言鐵極化曲線的測定及應(yīng)用實驗研究的同步研究較多,但對鋅電極極化曲線的測定及應(yīng)用實驗研究很少1。通過Zn 極化曲線的測定,可掌握有關(guān)金屬電極的極化、陽極的溶解、鈍化和過鈍化、陰極的電沉積等方面的知識;可以用于電鍍、電解、以及電分析等領(lǐng)域;還可應(yīng)用于金屬的腐蝕和防護(hù)。因此,對Zn 極化曲線的測定具有重要意

8、義。本實驗是測定鋅在不同pH 溶液中的陽極極化曲線,在酸性介質(zhì)中加入緩蝕劑后的極化曲線。通過極化曲線求得鈍化電位范圍、鈍化電位、鈍化電流等電化學(xué)參數(shù),探討pH 、緩蝕劑對鋅的腐蝕和鈍化成膜的影響2。1實驗部分111主要儀器與試劑D JS -292恒電位儀分析天平甘汞電極鉑電極鋅片鄰苯二甲酸氫鉀AR 1磷酸二氫鉀AR 1收稿日期:2005-10-18作者簡介:莊志萍(1963-,女,江蘇省人,教授,1986年7月畢業(yè)黑龍江大學(xué)化學(xué)系,理學(xué)學(xué)士學(xué)位,從事物理化學(xué)教學(xué)和科研工作。5DEITZE L J M ,K LEINMEYER J ,HARRIS D ,et al.The effect of v

9、ari 2ables on the m orphology of electrospun nanofibers and textilesJ .P oly 2mer ,2001,(42:261272.6H FONG,I CHUN ,D H RE NEKER.Beaded nanofibers formed duringelectrospinningJ .P olymer ,1999,40:45854592.7LOPEZ -RUBIO A ,LAG ARON JM ,GI ME NEZ E ,et al.M orphologi 2cal Alterations Induced by T em pe

10、rature and Hum idity in E thylene -Vinyl Alcohol C opolymers J .M acrom olecules ,2003,36:94679476.602莊志萍等,鋅極化曲線的測定及應(yīng)用實驗研究V ol.28.N o.3,2006鄰苯二甲酸氫鉀AR 1磷酸二氫鉀AR 1磷酸氫二鈉AR 1四硼酸鈉AR 1磷酸AR 1硫脲AR 1112實驗方法11211溶液配制濃度為0105m ol/L 的鄰苯二甲酸氫鉀溶液pH =4100,濃度為01025m ol/L Na 2HPO 4+01025m ol/L K H 2PO 4的混合磷酸鹽溶液pH =6186

11、,濃度為0101m ol/L 的硼砂溶液pH =9118,016m ol/L 磷酸溶液(兩份。含硫脲015m ol/L 的016m ol/L 磷酸溶液3。11212電極處理用金相砂紙將研究電極打磨光亮平整,用電解液電解,再分別用丙酮,蒸餾水清洗,留下1cm 2面積,用石臘涂抹剩余面積,備用4。11213極化曲線測定參比電位的測量:將工作方式置于“ 參比測量”,負(fù)載置于電解池,研究電極的開路電位,其電位值應(yīng)在pH 4100時E 0139V ;pH 6186時E 0119V ;016m ol/L H 3PO 4E 1V ;含硫脲015m ol/L 的016m ol/L H 3PO 4E 1V 。否

12、則研究電極需要重新處理。電化學(xué)體系的極化測定:將負(fù)載選擇置于電解池,即接通電化學(xué)體系,工作方式置于恒電位,調(diào)節(jié)內(nèi)給定電位使數(shù)字電壓表的電位顯示為-210V -210V ,將電流電位的開關(guān)扳到電流,記錄此時的電流值5,6。2實驗結(jié)果分析211鋅在緩沖溶液中的極化曲線分析鋅在不同緩沖溶液中的極化曲線如圖1、2 、3,圖1鋅在pH =4100的緩沖溶液中的極化曲線Fig 11P olarization curve of zinc in pH =4bu ffer s olution圖2鋅在pH =6186的緩沖溶液中的極化曲線Fig.2P olarization curve of zinc in pH

13、 =6186bu ffer s olution圖3鋅在pH =9118的緩沖溶液中的極化曲線Fig 13P olarization curve of zinc in pH =9118bu ffer s olution得鋅在不同pH 溶液中鈍化電位E p 的范圍,詳見表1。鋅在溶液中的E p 范圍表1鋅在不同緩沖溶液中鈍化電位和鈍化電流T able 1Passivate electric potential and passivate current ofzinc in different bu ffer s olutionpH E p/V I p/A 410001060-010*10-4618

14、601220-016002110510-49118-01280-011401110210-4由表1可知,鋅在pH 9118緩沖溶液中的鈍化電位比在pH 4100和pH 6186中低,而鈍化電位的范圍更寬,說明鋅在此種溶液中更容易鈍化。鈍化電流都很小,在同一個數(shù)量級。一般來說,隨著溶液pH 增加,鋅更容易鈍化。該實驗中,pH 9118緩沖溶液是四硼酸鈉鹽,溶液呈堿性,鋅在此溶液中生成了致密的氫氧化膜,從而阻礙腐蝕7。這也是鋅在pH 9118緩沖溶液中鈍化電位最低,鈍化電位范圍最寬的原因。212緩蝕劑對鋅的極化曲線的影響實驗測定了鋅在016m ol/L H 3PO 4溶液和含硫脲015m ol/L

15、 的016m ol/L H 3PO 4的溶液中的極化曲線,見圖4。加入硫脲后,阻礙了陽極過程,腐蝕電流下降。圖4緩蝕劑對鋅的極化曲線的影響Fig 14E ffect of corrosion inhibitor on polarization curve of zinc(下轉(zhuǎn)第210頁7022006年第28卷第3期化學(xué)與黏合CHE MISTRY AND ADHESI ON 2結(jié)果與討論按前述實驗步驟進(jìn)行實驗的結(jié)果,由化學(xué)工作站給出哈爾濱風(fēng)干腸香辛料收集到的揮發(fā)性物質(zhì)的總離子流圖,分別示于圖1和圖2。確認(rèn)的哈爾濱風(fēng)干腸香辛料揮發(fā)性香氣成分中的化學(xué)成分及求得的各化學(xué)成分在揮發(fā)性香氣成分中的相對百分

16、含量列于表1。從哈爾濱風(fēng)干腸香辛料FX 1的揮發(fā)性香氣成分中鑒定出20中化合物。其主要成分為:乙酸,呋喃甲醛,-蒎烯,1-甲基-2-(1-甲基乙苯,檸檬油精,桉葉醇,3,7-二甲基-3-羥基-1,6-辛二烯,2-乙基-3-羥基-4-羰基-2,5-己烯醚,胡薄荷酮,乙酸冰片酯,1,4-萘醌,D L -檸檬烯,甲氧基丙烯酚,-綠葉烯,6-特丁基-2,4-丙基苯酚,依蘭烯,1,5-二甲基-4-己烯-2-甲基-2,3-環(huán)己二烯,5,6-二甲氧基茚酮,辛酸乙酯,1,2,3-甲氧基-5(2-丙基苯。從哈爾濱風(fēng)干腸香辛料FX 2的揮發(fā)性香氣成分中鑒定出22中化合物,其主要成分為:乙酸,吡啶,苯甲醛,-蒎烯,

17、1-甲基-2-(1-甲基,檸檬油精,桉葉醇,1-甲基-4-(1-甲基-乙基苯,3,7-二甲基-3-羥基-1,6-辛二烯,胡薄荷酮,丁香酚,1,4-萘醌,甲氧基丙烯酚,-綠葉烯,6-特丁基-2,4-丙基苯酚,依蘭烯,1,5-二甲基-4-己烴-4-甲基苯,1,5-二甲基-4-己烯-2-甲基-2,3-環(huán)己二烯,-蒎烯,5,6-二甲氧基茚酮,辛酸乙酯,1,2,3-甲氧基-5(2-丙基苯。3結(jié)論應(yīng)用靜態(tài)頂空進(jìn)樣器處理風(fēng)干腸香辛料,并采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分別對收集到的揮發(fā)性成分進(jìn)行分離和檢驗。通過檢索Nis98譜圖庫,并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖和有關(guān)文獻(xiàn),分別確認(rèn)了20種和22種化學(xué)成分,同時還運用峰面積歸一

18、化法通過G 170LBA 化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),求得各化學(xué)成分在收集到的揮發(fā)性香氣成分中的相對百分含量,這將為進(jìn)一步開發(fā)利用化合物香氣成分在風(fēng)干腸中進(jìn)行增香的研究提供科學(xué)依據(jù)。參考文獻(xiàn):1COPPO LA R.Characterization of lactobacilli inv olved in the ripening ofS opperssata m olisana ,a typical s outhern Italy fermented sausage J .J.food M icrobiology ,1998,15(3:347354.2CORNE JO ,I CARRASCOS

19、A A V.Characterization of M icrococcaceaestrains selected as potential starter cultures in S panish dry cured ham process J .1.Fast process.Fleischwirtschaft ,1991,71(1:6668.3張春暉,夏雙梅.頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜分析發(fā)酵香腸揮發(fā)性成分J .分析科學(xué)學(xué)報,2005,(3.4施鈞慧,汪聰慧.香料質(zhì)譜圖集M.北京:中國質(zhì)譜學(xué)會,1992.(上接第207頁硫脲屬于有機緩蝕劑,有機緩蝕劑的作用主要是被吸附在金屬的陰、陽極表面,增加了電極過程的活化能,減緩電極反應(yīng)速率,減小電流密度,從而使得金屬溶解速度減慢。由于緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系,分子帶極性基的一端被金屬表面吸附,而分子中疏水的一端向上形成定向排列,