實(shí)驗(yàn)5線性極化法測量金屬Zn腐蝕的極化電阻實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 華南師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名學(xué)號20專業(yè)新能源材料與器件年級、班級2014課程名稱電化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目線性極化法測量金屬Zn腐蝕的極化電阻實(shí)驗(yàn)類型驗(yàn)證設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)時(shí)間2016年5月4日實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師呂東生實(shí)驗(yàn)評分、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈽O化電阻R的含義；P掌握線性極化法測量金屬腐蝕的極化電阻。二、實(shí)驗(yàn)原理金屬Zn是中性鋅錳電池、堿性鋅錳電池和鋅-空氣電池等的負(fù)極材料，由于金屬Zn具有較負(fù)的電極電位，當(dāng)它與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，將會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。在酸性或中性溶液中，金屬Zn的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)為：Zn_2e-Zn2+2H+2eTH2而在堿性溶液中，金屬Zn的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)為：Zn+2OH-2eTZn(OH)22H

2、O+2eTH+2OH-22在金屬Zn上進(jìn)行電化學(xué)腐蝕的過程中，如果外電路無電流流過時(shí)，金屬Zn的陽極溶解速率與其表面析氫速率相等，該速率就是Zn的腐蝕速率，用電流密度i，此時(shí)金屬Zn的電位即是腐蝕電位q。腐腐在實(shí)際應(yīng)用中，不容易測得比較準(zhǔn)確的ij直，通常根據(jù)極化電阻Rp的測量值來判斷腐蝕體系的腐蝕腐速率的大小。腐蝕金屬電極的極化曲線在腐蝕電位9腐處切線的斜率稱為該腐蝕金屬電極的“極化電阻”。本實(shí)驗(yàn)采用線性極化法來測定Rp的值。圖1.某腐蝕電極在1MH2SO4溶液中線性電位掃描曲線(虛線為線性擬合線)，掃速0.3mV/s.線性極化的含義即是指在腐蝕電位附近，當(dāng)A10mV時(shí)，極化電流i與極化電位A

3、q之間存在著線性規(guī)律。通過線性部分的擬合可以求得：pi也即是說極化電阻Rp為該直線的斜率的倒數(shù)，其單位是Qcm2。的單位是V,而i的單位是A/cm2。Rp的值可以用來衡量腐蝕速率的大小，它的值越大，表明腐蝕電流i值越小，即是腐蝕速腐率越小。三、實(shí)驗(yàn)器材CHI電化學(xué)工作站；甘汞電極；Hg/HgO電極；鉑電極；金屬Zn電極；0.2MZnCl2溶液；0.2MKOH溶液；1200目細(xì)砂紙；高壓氮?dú)?；電解池四、?shí)驗(yàn)步驟1預(yù)處理電極：微微沾水后用細(xì)砂紙仔細(xì)打磨研究電極，清洗電解池，加入1/3體積的0.2MZnCl2溶液2向溶液中通入N2氣5min,除去其中的氧氣。打開電化學(xué)工作站，并將鉑電極、Zn電極和參

4、比電極（ZnCl2溶液為甘汞電極，KOH溶液為Hg/HgO電極）放入電解池中，選擇菜單中的“T后，選擇“OpenCircuitPotential測出開路電位；選擇“線性掃描伏安”功能，從屮-30mV的電位開始掃描，終止電位是屮+30mV，掃描速率是開路開路0.3mV/s。更換電解液為0.2MKOH溶液，參比電極為Hg/HgO電極。重復(fù)上述步驟。測量金屬Zn在0.2MKOH溶液中的線性極化曲線。五、數(shù)據(jù)處理與分析1.將測得的金屬Zn電極在0.2MZnCl2溶液和0.2MKOH溶液中的開路電位轉(zhuǎn)換成氫標(biāo)電極后進(jìn)行比較；實(shí)驗(yàn)測得在0.2MZnCl2溶液中的開路電位為屮=-1.0462V因?yàn)閰⒈入姌O甘

5、汞電極標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為0.244V所以屮=-1.0462+0.244=-0.8022V實(shí)驗(yàn)測得在0.2MKOH溶液中的開路電位屮=-1.3100V因?yàn)镠g/HgO電極電位0.114V所以屮=-1.31V+0.114V=-1.196V由此可得金屬Zn電極在0.2MZnCl2溶液的開路電位正于在0.2MKOH溶液中的開路電位2.在兩張圖中分別作出金屬Zn電極在兩種溶液中的線性極化曲線，并進(jìn)行線性擬合，求出極化電阻Rp的值。說明金屬Zn在哪一個(gè)溶液中更容易發(fā)生腐蝕。圖2金屬Zn電極在0.2MZnCl2溶液圖2金屬Zn電極在0.2MKOH溶液的線性極化曲線（虛線為線性擬合線）的線性極化曲線（虛線為線性擬合線）如圖2所示，在0.2MZnCl2溶液中，擬合直線斜率l=3.76*10A-3即倒數(shù)Rp為266.14Q如圖3所示，