复旦仪器分析与物理化学实验课件13线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为

线性电位扫描法测定镍在硫酸溶液中的钝化行为─PassivationBehaviorofNiinSulfuricAcidSolution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→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)=EHg2SO4-ENi(j)E(0)=EHg2SO4-ENi(0)所以η=E(0)-E(j)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。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？