物理化学实验教案
用恒电位法能得到完整的极化曲线,用恒电流法只能得到ABEF曲线,即得到活化区以及过钝化区的一部分,得不到完整的几乎曲线。
3. 做好本实验的关键有哪些?
电极的处理;研究电极与鲁金毛细管的距离;甘汞电极的误差;电位的每次改变值;溶液中杂质离子的存在等等
【讨论】
1. 电化学稳态的含义
指定的时间内,被研究的电化学系统的参量,包括电极电势,极化电流,电极表面状态,电极周围反应物和产物的浓度分布等,随时间变化甚微,该状态通常被称为电化学稳态。电化学稳态不是电化学平衡态。实际上,真正的稳态并不存在,稳态只具有相对的含义。到达稳态之前的状态被称为暂态。在稳态极化曲线的测试中,由于要达到稳态需要很长的时间,而且不同的测试者对稳态的认定标准也不相同,因此人们通常人为界定电极电势的恒定时间或扫描速度,此法尤其适用于考察不同因素对极化曲线的影响时。
2. 三电极体系
极化曲线描述的是电极电势与电流密度之间的关系。被研究电极过程的电极被称为研究电极或工作电极。与工作电极构成电流回路,以形成对研究电极极化的电极称为辅助电极,也叫对电极。其面积通常要较研究电极为大,以降低该电极上的极化。参比电极是测量研究电极电势的比较标准,与研究电极组成测量电池。参比电极应是一个电极电势已知且稳定的可逆电极,该电极的稳定性和重现性要好。为减少电极电势测试过程中的溶液电位降,通常两者之间以鲁金毛细管相连。鲁金毛细管应尽量但也不能无限制靠近研究电极表面,以防对研究电极表面的电力线分布造成屏蔽效应。
3. 影响金属钝化过程的几个因素
金属的钝化现象是常见的,人们已对它进行了大量的研究工作。影响金属钝化过程及钝化性质的因素,可以归纳为以下几点:
(1) 溶液的组成。溶液中存在的H+、卤素离子以及某些具有氧化性的的阴离子,对金属的钝化现象起着颇为显著的影响。在中性溶液中,金属一般比较容易钝化,而在酸性或某些碱性的溶液中,钝化则困难得多,这与阳极产物的溶解度有关系。卤素离子,特别是氯离子的存在,则明显地阻滞了金属的钝化过程,已经钝化了的金属也容易被它破坏(活化),而使金属的阳极溶解速度重新增大。溶液中存在的某些具有氧化性的阴离子(如CrO2-4)则可以
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促进金属的钝化。
(2) 金属的化学组成和结构。各种纯金属的钝化性能不尽相同,以铁、镍、铬三种金属为例,铬最容易钝化,镍次之,铁较差些。因此添加铬、镍可以提高钢铁的钝化能力及钝化的稳定性。
(3) 外界因素(如温度、搅拌等)。一般来说,温度升高以及搅拌加剧,可以推迟或防止钝化过程的发生,这显然与离子的扩散有关。
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