复旦大学：《物理化学实验》课程教学资源（PPT实验课件讲稿）线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为 Passivation Behavior of Ni in Sulfuric Acid Solution

线性电位扫描法测定 镍在硫酸溶液中的 钝化行为 assivation behavior of ni in sulfuric cid Solution E

线性电位扫描法测定 镍在硫酸溶液中的 钝化行为 ─Passivation Behavior of Ni in Sulfuric Acid Solution

目的要求 心测定金属钝化曲线的基本方法,测定金属镍 在碗酸溶液中的钝化曲线及其维钝电流值 必学会处理电极表面,了解表面状态对钝化曲 线测量的影响

目的要求 ❖测定金属钝化曲线的基本方法，测定金属镍 在硫酸溶液中的钝化曲线及其维钝电流值 ❖学会处理电极表面，了解表面状态对钝化曲 线测量的影响

实验原理 在以金属作阳极的电解池中,通过电流时,通常会发生阳极的电化学 溶解过程:M→M+ne。 当阳极的极化不太大时,溶液速度随着阳极电极电势(电极电位)的 增大而增大,这是金属正常的阳极溶解。但是在某些化学介质中,当阳 极电极电势超过某一正值后,阳极的溶解速度随着阳极电极电势的增大 反而大幅度地降低,这种现象称为金属的钝化。 研究金属的钝化过程,需要测定钝化曲线,通常用恒定电位法。将被 研究金属如铁、镍、铬等或其合金置于硫酸盐溶液中即为研究电极,它 与辅助电极(铂电极)组成—一个电解池,同时它又与参比电极(硫酸亚 汞电极)与被研究电极组成原电池,以镍做阳极为例,通过恒电位仪对 研究电极给定电极给定一个恒定电位后,测量与之对应的准稳态电流值I 以超电势η对通过被研究电极的电流密度的对数g(j}作图,得所示金 属钝化曲线

实验原理 在以金属作阳极的电解池中，通过电流时，通常会发生阳极的电化学 溶解过程：M→Mn++ne-。 当阳极的极化不太大时，溶液速度随着阳极电极电势（电极电位）的 增大而增大，这是金属正常的阳极溶解。但是在某些化学介质中，当阳 极电极电势超过某一正值后，阳极的溶解速度随着阳极电极电势的增大 反而大幅度地降低，这种现象称为金属的钝化。 研究金属的钝化过程，需要测定钝化曲线，通常用恒定电位法。将被 研究金属如铁、镍、铬等或其合金置于硫酸盐溶液中即为研究电极，它 与辅助电极（铂电极）组成一个电解池，同时它又与参比电极（硫酸亚 汞电极）与被研究电极组成原电池，以镍做阳极为例，通过恒电位仪对 研究电极给定电极给定一个恒定电位后，测量与之对应的准稳态电流值I。 以超电势η对通过被研究电极的电流密度j的对数lg｛j｝作图，得所示金 属钝化曲线

实验原理 超电势η即电流密度为时的阳极电极电势E④)=0与j=0时的阳 极电极电势EN0)之差 m=ENiO-ENi(O 因为 EGFEHg2So4-ENiO) E(O=EHg2S04-ENi(O) 所以 M=E(O-E0

实验原理 超电势η即电流密度为j时的阳极电极电势ENi(j)=0与j=0时的阳 极电极电势ENi(0)之差： η= ENi(j)-ENi(0) 因为 E(j)=E Hg2SO4-ENi(j) E(0)= E Hg2SO4-ENi(0) 所以 η=E(0)-E(j)

试剂与收器 试剂:0.05moLH2SO溶液、丙酮 仪器:JH2X型数字式恒电位仪(图524) 电解槽、饱和硫酸亚汞电极(参比电极)、 P电极(辅助电极)、直径9mm的N电极 (研究电极)

试剂与仪器 ❖试剂：0.05mol.L-1H2SO4溶液、丙酮。 ❖仪器：JH2X型数字式恒电位仪（图5-24）、 电解槽、饱和硫酸亚汞电极（参比电极）、 Pt电极（辅助电极）、直径9mm的Ni电极 （研究电极）

实验步骤 1、将N电极表面用金相砂纸磨亮,随后用丙酮、 水洗净并测量其表面积。 2、在电解池内倒入约60mL005 moL L-H2SO4溶液,按图 5-22组装实验装备,公开端研究电极。 今3、接通恒电位仪电源,打开恒点位仪电源开关,预热 15min ◆4、调节给电位,电流测量量程由K3调节,其量程由电流 读数而定

实验步骤 ❖ 1、将Ni电极表面用金相砂纸磨亮，随后用丙酮、去离子 水洗净并测量其表面积。 ❖ 2、在电解池内倒入约60mL0.05moL.L-1H2SO4溶液，按图 5-22组装实验装备，公开端研究电极。 ❖ 3、接通恒电位仪电源，打开恒点位仪电源开关，预热 15min。 ❖ 4、调节给电位，电流测量量程由K3调节，其量程由电流 读数而定

数处理 心1、金属实验条件计算超电势η。 2、计算电流密度,列表并描绘钝化曲线。 必3、从钝化曲线上确定NH2O4溶液中维钝电位 范围和维钝电流密度值

数据处理 ❖1、金属实验条件计算超电势η。 ❖2、计算电流密度j，列表并描绘钝化曲线。 ❖3、从钝化曲线上确定Ni在H2SO4溶液中维钝电位 范围和维钝电流密度值

考题 必1、金属钝化的基本原理是什么? 2、测定极化曲线,为何需要三个电极?在恒 电位仪中,电位与电流哪个是自变量?哪个 是因变量。 心3、试说明实验所得金属钝化曲线各转折点的 意义。 ◆4、是否可用恒电流法测量金属钝化曲线?

思考题 ❖1、金属钝化的基本原理是什么？ ❖2、测定极化曲线，为何需要三个电极？在恒 电位仪中，电位与电流哪个是自变量？哪个 是因变量。 ❖3、试说明实验所得金属钝化曲线各转折点的 意义。 ❖4、是否可用恒电流法测量金属钝化曲线？