實(shí)驗(yàn)09陰極極化曲線的測定ppt課件

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康亩?、?shí)驗(yàn)原理二、實(shí)驗(yàn)原理三、藥品儀器三、藥品儀器四、實(shí)驗(yàn)步驟四、實(shí)驗(yàn)步驟五、實(shí)驗(yàn)記錄五、實(shí)驗(yàn)記錄六、數(shù)據(jù)處理六、數(shù)據(jù)處理七、結(jié)果分析與討論七、結(jié)果分析與討論九、思考題九、思考題八、本卷須知八、本卷須知1.測定銅電極在鍍鋅溶液中的陰極極化曲線；2.了解絡(luò)合劑、添加劑對(duì)陰極極化的影響； 在有電流通過電極時(shí)，電極電勢偏離可逆平衡電位，陰極的電勢表現(xiàn)得比可逆電極的電勢更負(fù)一些，這種現(xiàn)象稱為陰極極化。陰極極化曲線是指電流密度與陰極電勢之間的關(guān)系曲線。本實(shí)驗(yàn)是通過在含不同成份的鍍鋅溶液中被電鍍的銅電極的陰極極化曲線的測定，來研究絡(luò)合劑、添加劑對(duì)陰極極化的作用。 電鍍是一種電解加工工

2、藝，所加工的物體為陰極，電解質(zhì)中的金屬離子電沉積在物體表面，這是一個(gè)電結(jié)晶的過程。當(dāng)晶核的生成速度大于晶核的成長速度時(shí)，鍍層就細(xì)致緊密，因此晶核的生成速度是決定鍍層質(zhì)量的重要因素。金屬離子從液相轉(zhuǎn)變?yōu)楣滔?，使體系自由能降低，在新相形成的同時(shí)要建立新的界面，又使體系自由能升高，所以體系能量的變化應(yīng)是這兩部分能量之和。 從所需要的表面能量來考慮，小晶體比大晶體具有更高的表面能。陰極極化越大，過電位越大，能夠提供更多的表面能，所以晶核生成的速度越大。 因此在電鍍中，往往通過增大陰極極化來提高電鍍的質(zhì)量。但是，如果單純增大電流密度以造成較大的濃差極化，則常常形成疏松的鍍層，因而在電鍍生產(chǎn)中，大都在鍍液

3、中加入各種絡(luò)合劑、添加劑，以減小電極反應(yīng)速度，增加電化學(xué)極化。四種鍍液成份：、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl+0.21M氨三乙酸+2g/l硫脲+2g/l聚乙三醇、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl+2g/l硫脲+2g/l聚乙三醇、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl+0.21M氨三乙酸、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl說明：（1NH4Cl：主要起導(dǎo)電作用，以改善電解液的分散能力。氨還可以與氨三乙酸共同與鋅絡(luò)合形成更為穩(wěn)定的絡(luò)離子。（2氨三乙酸：絡(luò)合劑，與鋅離子形成絡(luò)合離子。（3硫脲：添加劑，在電鍍過程中，電解產(chǎn)生的活性S2-離子在電極表面與金屬形成表面絡(luò)合物，阻礙電

4、極反應(yīng)。（4聚乙三醇：添加劑，是非離子型表面活性物質(zhì)，強(qiáng)烈地吸附在電極表面，阻礙電極反應(yīng)。1.UJ25型直流高電勢電位差計(jì)；2.YJ42型精密穩(wěn)壓源；3.AC15直流復(fù)射式檢流計(jì)；4.YJ87型直流標(biāo)準(zhǔn)電流電壓發(fā)生器；5.標(biāo)準(zhǔn)電池；6.飽和甘汞電極；7.H管、鹽橋、銅片、鋅片、剪刀、小刀、直尺、砂紙、燒杯等；8.飽和KCl溶液；9.鍍液（、號(hào)）。組裝實(shí)驗(yàn)裝置組裝實(shí)驗(yàn)裝置溫度補(bǔ)償校正溫度補(bǔ)償校正檢流計(jì)調(diào)零檢流計(jì)調(diào)零確定輸出電流確定輸出電流測定電動(dòng)勢測定電動(dòng)勢改變輸出電流改變輸出電流測定電動(dòng)勢測定電動(dòng)勢YJ42型精密穩(wěn)壓源電計(jì) 規(guī)范 未知1 未知2 UJ25型直流高電勢電位差計(jì)直流復(fù)射式檢流計(jì)直流

5、標(biāo)準(zhǔn)電流電壓發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn)電池飽和飽和KClKCl溶液溶液鍍液鍍液鹽橋鹽橋銅片銅片鋅片鋅片甘汞電極甘汞電極2.2V 3.3VYJ42型精密穩(wěn)壓源上的紅色接線柱為正極，轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“2V處；用剪刀剪下鋅片、銅片0.55cm），并用砂紙把要電鍍的地方磨亮雙面）；一只管裝入飽和KCl溶液，另一只管裝入號(hào)鍍液，并按流程圖連接。（1溫度補(bǔ)償校正，按以下計(jì)算公式進(jìn)行；220)20(00000095. 0)20(0000406. 0ttEEt式中：E20為標(biāo)準(zhǔn)電池20時(shí)的電動(dòng)勢，單位為V廠家提供，已標(biāo)在標(biāo)準(zhǔn)電池上）；t為當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室的氣溫。（2插上YJ42型精密穩(wěn)壓源的插頭，打開電源開關(guān)；（3插上AC15直流復(fù)射

6、式檢流計(jì)的插頭，電源轉(zhuǎn)換開關(guān)應(yīng)置于“1處，調(diào)節(jié)“零點(diǎn)調(diào)節(jié)旋鈕，使標(biāo)度尺上的光標(biāo)處于零位。 在測定電動(dòng)勢之前，必須先進(jìn)行調(diào)標(biāo)準(zhǔn)，即進(jìn)行工作電流調(diào)節(jié)。（1電位差計(jì)左下角的測量轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“N處，按下“粗的按鈕，調(diào)節(jié)工作電流“粗鍵盤，使檢流計(jì)光標(biāo)最接近為零。（2依次調(diào)節(jié)工作電流調(diào)節(jié)“中”、“細(xì)”、“微鍵盤，使檢流計(jì)光標(biāo)最接近為零。 調(diào)標(biāo)準(zhǔn)后，調(diào)節(jié)直流標(biāo)準(zhǔn)電壓電流發(fā)生器，使輸出電流為5mA，對(duì)銅片進(jìn)行電鍍。注意：直流標(biāo)準(zhǔn)電壓電流發(fā)生器的“極性轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“+”處紅色為正極）；“輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“準(zhǔn)備處；“量程轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“100mA處。 插上發(fā)生器插頭，把“電源轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“通處，再把“輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)置

7、于“通處，然后按下秒表開始計(jì)時(shí)，邊電鍍邊調(diào)電動(dòng)勢，8min后讀取電動(dòng)勢值。 測定電動(dòng)勢時(shí)，先把測量轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“X”，按下“粗的按鈕，依次從大到小調(diào)節(jié)測定電動(dòng)勢的六個(gè)鍵盤使光標(biāo)最接近零主要調(diào)節(jié)第1、2、3鍵盤），接著按下“細(xì)的按鈕。依次從大到小調(diào)節(jié)測定電動(dòng)勢的六個(gè)鍵盤使光標(biāo)最接近零主要調(diào)節(jié)第4、5、6鍵盤）。注意：（1判明光標(biāo)移動(dòng)方向與電動(dòng)勢值大小的關(guān)系；（2測量過程中，必須經(jīng)常調(diào)整電動(dòng)勢值，保持光標(biāo)最接近零；（3讀取電動(dòng)勢時(shí)，光標(biāo)可能還會(huì)緩慢地朝一個(gè)方向移動(dòng)或左右擺動(dòng)，只記下8min時(shí)的電動(dòng)勢值即可。（15mA的電動(dòng)勢測定完后，按第4-5步驟依次測定電流輸出值為10mA、15mA、20mA、

8、25mA時(shí)的電動(dòng)勢，電流輸出值確定后按下秒表，4min后讀取電動(dòng)勢值；（2發(fā)生器“輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“準(zhǔn)備處，然后測定電動(dòng)勢值，即電流為0mA時(shí)的電動(dòng)勢值。（3測量結(jié)束，取出銅片用蒸餾水清洗，量取銅片電鍍面積長寬2）；（4把管中的鍍液倒掉，用蒸餾水清洗干凈，然后裝入號(hào)鍍液；（5測定完號(hào)鍍液后，再依上法測定、號(hào)鍍液；（6實(shí)驗(yàn)結(jié)束，清洗復(fù)原。最后觀察四種鍍液所鍍銅片的質(zhì)量。鍍液鍍液電動(dòng)勢值（陰極相對(duì)于飽和甘汞電極）（電動(dòng)勢值（陰極相對(duì)于飽和甘汞電極）（V V）電鍍面積（電鍍面積（cmcm）（長（長寬寬2 2）5mA5mA10mA10mA15mA15mA20mA20mA25mA25mA0mA0mA號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)號(hào)1.計(jì)算電流密度DK和陰極電位K )/(m電鍍面積電流值D電流密度2KcmA陰極電位K=飽和甘汞電極-所測得的電動(dòng)勢值其中：飽和甘汞電極25時(shí)為0.2412V溫度對(duì)影響較小）電流值5mA10mA15mA20mA25mA0mA號(hào)DKK號(hào)DKK號(hào)DKK號(hào)DKK2