鎳在不同電解質(zhì)中陽極極化曲線的測(cè)定

鎳在不同電解質(zhì)中陽極極化曲線的測(cè)定1電極極化當(dāng)有電流通過電極時(shí)，電極電位偏離平衡電極電位的現(xiàn)象叫電極的極化。1） 陰極極化：電流通過陰極時(shí)，電極電位向負(fù)方向移動(dòng)，即E比E負(fù)，叫陰極極化。 KK,e2） 陽極極化電流通過陽極時(shí)，電極電位向正方向移動(dòng)，即E比E正，叫陽極極化。 A A，e3） 過電位當(dāng)電極上有電流通過時(shí)，電極電位（EK或EA）將偏離平衡電極電位（或E），二者之差值叫過電位，以AE表示°AE二E-E陰極極化6時(shí)，<已尺，故AE<0, 6陽極極化時(shí)，E>E：故AE>0。A A,e1?1穩(wěn)態(tài)極化曲線穩(wěn)態(tài)是指電極上通過的電流以及電極電位不隨時(shí)間改變的狀態(tài)。在穩(wěn)態(tài)下測(cè)量得到的電流密度與電極電位（或過電位）之間的關(guān)系曲線叫做極化曲線。圖1和圖2為典型的穩(wěn)態(tài)陰極極化曲線和陽極極化曲線。1?2電化學(xué)極化1） 交換電流密度將金屬M(fèi)浸入含有Mz+離子的溶液中，在兩相界面間便發(fā)生了物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和電荷的轉(zhuǎn)移，最后建立了物質(zhì)平衡和電荷平衡，其電極電位即為平衡電極電位。此時(shí)界面間金屬離子的還原速度等于金屬的氧化速度，電流密度J表示，叫做交換電流密度。2） 電化學(xué)極化以金屬電沉積的陰極過程為例，當(dāng)對(duì)鍍液進(jìn)行強(qiáng)烈攪拌，使液相傳質(zhì)步驟無任何困難，將處于平衡狀態(tài)下的陰極通以外電流，此時(shí)電極與鍍液界面間的還原反應(yīng)速度一定大于氧化反應(yīng)速度，由于電子轉(zhuǎn)移步驟存在著阻力，還原反應(yīng)不能將外電源輸送的電子全部消耗，電極表面負(fù)的剩余荷增加，使得電極電位向負(fù)方向移動(dòng)，即產(chǎn)生了極化。這種由于電子轉(zhuǎn)移步驟的阻力引起的電極的極化叫做電化學(xué)極化。3） 交換電流密度與電化學(xué)極化的關(guān)系交換電流密度J是描述電極處于平衡狀態(tài)的參量，但是它與平衡電極電位Ee不同，Ee是熱力學(xué)函數(shù)，而J是動(dòng)力學(xué)函數(shù)。兩個(gè)Ee相同的電極，其J可以相差幾千倍。J大的電極，當(dāng)有外電流通過時(shí)，電極反應(yīng)比較容易進(jìn)行，貝『電極電位相對(duì)于Ee0的移動(dòng)數(shù)值小，即電化學(xué)極化小。相反J小的電極，當(dāng)有外電流通過時(shí)，電極反應(yīng)的阻力大，電極電位相對(duì)于Ee的移動(dòng)數(shù)值大，即電化學(xué)極化大。J的數(shù)值可以從手冊(cè)上查出，也可以實(shí)驗(yàn)測(cè)量。J與電極反應(yīng)的本性、溫度及反應(yīng)0物的濃度有關(guān)。在電鍍中，無論哪種使用場(chǎng)合0的鍍層，都要求結(jié)構(gòu)致密，表面光滑平整，這樣的鍍層只能在電化學(xué)極化比較大的條件下完成。分析一下生產(chǎn)中沿用多年的電鍍液可以發(fā)現(xiàn)，只有電鍍鐵、鈷和鎳能夠從不加添加劑的簡(jiǎn)單鹽鍍液中獲得結(jié)晶細(xì)致、平整光滑的鍍層，這是因?yàn)殍F、鈷及鎳的電極反應(yīng)的J小，產(chǎn)生比較大的電化學(xué)極化。而與它們的J相差幾千倍的鋅及銅等，若采用0簡(jiǎn)單鹽電鍍液，則需加入添加劑，或者采用絡(luò)合物電解液，以增大電化學(xué)極化，獲得合格的鍍層。1.3濃度極化1） 什么叫濃度極化濃度極化又叫做濃差極化，有些電極反應(yīng)的交換電流密度很大，也即是電子轉(zhuǎn)移步驟的阻力很小，液相傳質(zhì)步驟成為控制步驟，由于液相傳質(zhì)困難，使得電極電位偏離平衡電位的現(xiàn)象叫濃度極化。2） 極限電流密度某金屬離子還原為金屬的電極過程，若液相傳質(zhì)為控制步驟時(shí)，隨著陰極電流密度的增加，緊靠電極表面附近液層中反應(yīng)物的濃度將逐漸減小，極限情況下降到0,此時(shí)的電流密度最大，叫做極限電流密度，以山表示。在電鍍工藝規(guī)范中，一般都給出陰極電流密度的上限和下限值，其中下限值是為了保證一定的沉積速度，而上限值則是為了避免金屬電沉積發(fā)生濃度極化，因?yàn)闈舛葮O化控制下得到的是疏松多孔或海綿狀鍍層，毫無實(shí)用價(jià)值。通常生產(chǎn)中采用陰極移動(dòng)、機(jī)械攪拌、空氣攪拌及鍍液循環(huán)等措施來減小液相傳質(zhì)的阻力，增大允許使用的電流密度上限值。但是金屬電沉積的另一個(gè)特例，即電化學(xué)方法制取金屬粉末，則是要在液相傳質(zhì)步驟控制下進(jìn)行，使電極反應(yīng)在極限電流密度下進(jìn)行2金屬鈍化曲線（即陽極極化曲線）各轉(zhuǎn)折點(diǎn)的意義是什么（1） AB段為陽極的活性溶解區(qū)：隨著電極電勢(shì)的升高，陽極電流逐漸增大,表示金屬的活性腐蝕增強(qiáng)，此時(shí)金屬晶格上的金屬原子溶解進(jìn)入溶液中形成水合離子（或絡(luò)離子）B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流jB稱為最大腐蝕電流。（2） BC段為過渡鈍化區(qū)：隨著電極電勢(shì)的逐漸升高，電流逐漸減小。這是因?yàn)榇藭r(shí)電極表面逐漸形成某種吸附膜或氧化膜，致使電阻增大，電極過程受阻所致。（3） CD段為穩(wěn)定鈍化區(qū)：電極電勢(shì)急劇升高，而電流基本保持不變。這是因?yàn)殡姌O表面已經(jīng)形成一層致密的電阻膜。該電阻膜極大地阻止了電極過程的進(jìn)一步進(jìn)行，因而電流基本保持不變。C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流J稱為穩(wěn)定鈍化電流或維鈍電流，亦即最小腐蝕電流。如果要對(duì)金屬進(jìn)行陽極保護(hù)，則必須把金屬構(gòu)件的電勢(shì)控制在CD段。（4） DE段為過鈍化區(qū)：隨著電極電勢(shì)的進(jìn)一步升高，電流復(fù)又增加。這是由于電極表面發(fā)生了其他陽極過程，例如氧氣的析出和/或由于電阻膜破裂而造成金屬的二次腐蝕。電電3測(cè)定極化曲線時(shí)，三個(gè)電極的作用分別是什么？工作電極：以測(cè)定請(qǐng)?jiān)阢~電極上的反應(yīng)極化曲線為例，工作電極(即研究電極)是發(fā)生析氫反應(yīng)的場(chǎng)所.參比電極：作為基準(zhǔn)來測(cè)量其他電極的過電位.輔助電極：用來通過電流以實(shí)現(xiàn)研究電極的極化?研究陰極過程時(shí)，輔助電極作陽極；研究陽極過程時(shí)，輔助電極作陰極.工作電極與輔助電極組成電解池，測(cè)定極化電流值工作電極與參比電極組成原電池，測(cè)定電極過程中研究電極的電勢(shì)變化值4明確本實(shí)驗(yàn)要考察哪些因素對(duì)金屬鈍化性能的影響溶液組成中性電極溶液容易鈍化，酸性或者某些堿性容易鈍化困難ci-存在破壞金屬表面鈍化膜，明顯阻止鈍化氧化性陰離子促進(jìn)金屬鈍化金屬化學(xué)組成及結(jié)構(gòu)易鈍化順序：Cr>Ni>Fe外界因素溫度升高或者加劇攪拌都可以推遲或防止鈍化發(fā)生5實(shí)驗(yàn)步驟打開并預(yù)熱儀器，將研究電極放入O.lmol