镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定.docx

镍在不同电解质中阳极极化曲线的测定1电极极化当有电流通过电极时，电极电位偏离平衡电极电位的现象叫电极的极化1） 阴极极化：电流通过阴极时，电极电位向负方向移动，即E比E负，叫阴极极化 K K,e2） 阳极极化 电流通过阳极时，电极电位向正方向移动，即E比E正，叫阳极极化 A A，e3） 过电位 当电极上有电流通过时，电极电位（EK或EA ）将偏离平衡电极电 位（或E ），二者之差值叫过电位，以AE表示°AE二E -E阴极极化6时，<已尺，故AE < 0, 6阳极极化时，E > E：故AE > 0A A,e1・1稳态极化曲线稳态是指电极上通过的电流以及电极电位不随时间改变的状态在稳态下测 量得到的电流密度与电极电位（或过电位）之间的关系曲线叫做极化曲线图 1和图2为典型的稳态阴极极化曲线和阳极极化曲线1・2电化学极化1） 交换电流密度将金属M浸入含有Mz+离子的溶液中，在两相界面间便 发生了物质的转移和电荷的转移，最后建立了物质平衡和电荷平衡，其电极电 位即为平衡电极电位此时界面间金属离子的还原速度等于金属的氧化速度， 电流密度J表示，叫做交换电流密度2） 电化学极化 以金属电沉积的阴极过程为例，当对镀液进行强烈搅拌，使 液相传质步骤无任何困难，将处于平衡状态下的阴极通以外电流，此时电极与 镀液界面间的还原反应速度一定大于氧化反应速度，由于电子转移步骤存在着 阻力，还原反应不能将外电源输送的电子全部消耗，电极表面负的剩余荷增加， 使得电极电位向负方向移动，即产生了极化。

这种由于电子转移步骤的阻力引 起的电极的极化叫做电化学极化3） 交换电流密度与电化学极化的关系交换电流密度J是描述电极处于平衡 状态的参量，但是它与平衡电极电位Ee不同，Ee是热力学函数，而J是动力 学函数两个Ee相同的电极，其J可以相差几千倍J大的电极，当有外电流 通过时，电极反应比较容易进行，贝『电极电位相对于Ee0的移动数值小，即电化 学极化小相反J小的电极，当有外电流通过时，电极反应的阻力大，电极电 位相对于Ee的移动数值大，即电化学极化大J的数值可以从手册上查出，也 可以实验测量 J 与电极反应的本性、温度及反应0 物的浓度有关在电镀中 ， 无论哪种使用场合0的镀层 ，都要求结构致密 ，表面光滑平整 ，这样的镀层只能 在电化学极化比较大的条件下完成 分析一下生产中沿用多年的电镀液可以发 现 ，只有电镀铁、钴和镍能够从不加添加剂的简单盐镀液中获得结晶细致、平整 光滑的镀层 ，这是因为铁、钴及镍的电极反应的 J 小 ，产生比较大的电化学极 化而与它们的 J 相差几千倍的锌及铜等 ，若采用0简单盐电镀液 ，则需加入添 加剂 ，或者采用络合物电解液 ，以增大电化学极化 ，获得合格的镀层。

1.3浓度极化1） 什么叫浓度极化 浓度极化又叫做浓差极化 ，有些电极反应的交换电流密 度很大 ，也即是电子转移步骤的阻力很小 ，液相传质步骤成为控制步骤 ，由于 液相传质困难 ，使得电极电位偏离平衡电位的现象叫浓度极化2） 极限电流密度 某金属离子还原为金属的电极过程 ，若液相传质为控制步 骤时 ，随着阴极电流密度的增加 ，紧靠电极表面附近液层中反应物的浓度将逐 渐减小，极限情况下降到0,此时的电流密度最大，叫做极限电流密度，以山表 示在电镀工艺规范中 ，一般都给出阴极电流密度的上限和下限值 ，其中下限 值是为了保证一定的沉积速度 ，而上限值则是为了避免金属电沉积发生浓度极 化 ，因为浓度极化控制下得到的是疏松多孔或海绵状镀层 ，毫无实用价值通常 生产中采用阴极移动、机械搅拌、空气搅拌及镀液循环等措施来减小液相传质的 阻力 ，增大允许使用的电流密度上限值但是金属电沉积的另一个特例 ，即电化 学方法制取金属粉末 ，则是要在液相传质步骤控制下进行 ，使电极反应在极限 电流密度下进行 2金属钝化曲线（即阳极极化曲线）各转折点的意义是什么（1） AB段为阳极的活性溶解区：随着电极电势的升高，阳极电流逐渐增大, 表示金属的活性腐蚀增强，此时金属晶格上的金属原子溶解进入溶液中形成水合 离子（或络离子）B点对应的电流jB称为最大腐蚀电流。

2） BC段为过渡钝化区：随着电极电势的逐渐升高，电流逐渐减小这是 因为此时电极表面逐渐形成某种吸附膜或氧化膜，致使电阻增大，电极过程受阻 所致3） CD段为稳定钝化区：电极电势急剧升高，而电流基本保持不变这是 因为电极表面已经形成一层致密的电阻膜该电阻膜极大地阻止了电极过程的进 一步进行，因而电流基本保持不变C点对应的电流J称为稳定钝化电流或维钝 电流，亦即最小腐蚀电流如果要对金属进行阳极保护，则必须把金属构件的电 势控制在CD段4） DE段为过钝化区：随着电极电势的进一步升高，电流复又增加这是 由于电极表面发生了其他阳极过程，例如氧气的析出和/或由于电阻膜破裂而造 成金属的二次腐蚀电3测定极化曲线时，三个电极的作用分别是什么？工作电极：以测定请在铜电极上的反应极化曲线为例，工作电极(即研究电 极)是发生析氢反应的场所.参比电极：作为基准来测量其他电极的过电位.辅助电极：用来通过电流以实现研究电极的极化•研究阴极过程时，辅助电极 作阳极；研究阳极过程时，辅助电极作阴极.工作电极与辅助电极组成电解池，测定极化电流值工作电极与参比电极组成原电池，测定电极过程中研究电极的电势变化值4明确本实验要考察哪些因素对金属钝化性能的影响(1) 溶液组成① 中性电极溶液容易钝化，酸性或者某些碱性容易钝化困难② ci-存在破坏金属表面钝化膜，明显阻止钝化③ 氧化性阴离子促进金属钝化(2) 金属化学组成及结构易钝化顺序：Cr>Ni>Fe(3) 外界因素温度升高或者加剧搅拌都可以推迟或防止钝化发生5实验步骤(1) 打开并预热仪器，将研究电极放入O.lmol/l的硫酸电解液，装好辅 助电极和参比电极，并接好测量电路。

2) 使用CHI仪器进入工作界面，设定参数后测量阳极曲线3) 在原有溶液中添加KCL使之成为O.lmol/l硫酸+0.1mol/l氯化钾 +0.04mol/l氯化钾和0lmol/l氯化钾，重复上述步骤。