本文格式为Word版，下载可任意编辑实验八 镍在硫酸溶液中的阳极钝化行为 测验八 镍在硫酸溶液中的阳极钝化行为 1目的要求 （1）掌管金属钝化行为的根本特征和测量方法 （2）测量镍在硫酸溶液中的钝化行为 （3）了解氯离子对镍钝化行为的影响 2 根本原理 （1）金属的溶解和钝化过程 当电极电势高于热力学平衡电势时，金属作为阳极将发生下面电化学溶解过程： M→Mn++ne- （2.8.1） 电化学回响过程，这种电极电势偏离其热力学电势的现象称为极化当金属上超电势 不大时，阳极过程的速率随电极电势而逐步增大，这是金属的正常溶解但当电极电势正到某一数值时，其溶解速度达成最大，而后随着电极电势的变正，阳极溶解速度反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化现象 研究金属的阳极溶解及钝化过程通常采用操纵电位法对于大多数金属来说，其阳极极化曲线大都具有图1所示的形式从恒电位法测定的极化曲线可以看出，它有一个“负坡度”区域的特点具有这种特点的极化曲线是无法用操纵电流的方法测定的。
由于同一个电流I可能相应于几个不同的电极电势，因而在操纵电流极化时，体系的电极电势可能发生振荡现象，即电极电势将处于一种不稳定状态操纵电位技术测得的阳极极化曲线（图2.8.1 ）通常分为四个区域： ①活性溶解区（AB段） 电极电位从初值开头逐步往正变化，相应极化电流逐步增加，此时金属举行正常的阳极溶解 ②过渡钝化区（BC段） 随着电极电势增加到B点，极化电流达成最大值ip若电极电位持续增加，金 图2.8.1 阳极钝化曲线示意图 属开头发生钝化现象，即随着电势的 Ip－致钝电流 Ep－致钝电位 变正，极化电流急剧下降到最小值 AB段－活性溶解区 通常B点的电流Ip称为致钝电流，相 BC段－活化钝化过渡区 应的电极电位Ep称为致钝电位在极 CD段－钝化区 DE段－过钝化区 化电流急剧下降到最小值的转折点 （C点）电位称为Flade电位 1 ③稳定钝化区（CD段）在此区域内金属的溶解速度维持最小值，且随着电位的变更极化电流根本不变此时的电流密度称为钝态金属的稳定溶解电流密度, 这段电位区称钝化电位区。
④过钝化区（DE段）此区域阳极极化电流随着电极电势的正移又急剧上升 （2）金属阳极溶解和钝化机理 金属的阳极极化过程是一繁杂过程，包括活化溶解过程、钝化过程和过钝化过程等它的机理还不是很领会，以下描述可能对分析结果有所扶助金属Me活化溶解是 Me+H2O→MeOH++ H++2e (2.8.2) MeOH++H+=Me+++H2O (2.8.3) 它的电流抉择于中间物MeOH+形成速度MeOH+将快速转变为Me++同时，Me阳极溶解可能同时发生 Me+H2O→MeOH+ H++2e (2.8.4) 产物MeOH按以下回响发生钝化过程 MeOH+ H2O →Me(OH)2+ H++e (2.8.5) Me(OH)2= MeO + H2O (2.8.6) 钝化过程与回响（2.8.2）和（2.8.3）的活化溶解过程不同。
它的双单电子串联过程，回响速度抉择于外观Me(OH)2的形成速度随后快速转变为MeO, 形成钝化层，阻滞Me持续溶解溶液中H+离子会与钝化层物质产生化学回响，发生过钝化过程，即 MeO+2H+= Me+++H2O (2.8.7) 溶液中阴离子A-（如Cl-离子）也能与钝层发生化学回响 MeO+2A-= MeA2+2OH- (2.8.8) 产生可溶性MeA2, 破坏钝化层，促使Me的活化溶解 （3）操纵电位阳极极化曲线的测量方法 操纵电位方法测量阳极极化曲线，一般采用三电极体系－研究电极、辅佐电极和参比电极该方法是将研究电极的电势恒定地维持在所需值，然后测量对应电势下的电流由于电极外观状态在未建立稳定状态之前，电流会随时间而变化，因此实际测量时又有稳态技术和动态技术的识别 ①稳态技术：将电极电势较长时间地维持在某确定恒定值，测量该电势下电流的稳定值如此逐个测量各个电极电势的稳定电流值，即可得到完整的极化曲线 ②动态技术：操纵电极电势以确定的速度连续地扫描，记录相应电极电势下瞬时电流值，以瞬时电流值与相应的电极电势作图，得到阳极极化曲线。
所采用的电极电势扫描速度需要根据体系的性质选定一般来说，电极外观建立稳态的速度逾慢，这样才能是测定的动态极化曲线与使用稳态技术接近 阳极钝化曲线的主要试验数据是致钝电流ip, Flade电位或致钝电位Ep,钝化电位等一般来说，致钝电流ip与硫酸浓度和温度有关，而且动态测量时，ip还与电极电位扫描速度有关 3 仪器与试剂 电化学参数测试仪(CHI-660B) 电解池 2 氢气 丙酮 硫酸 氯化钾 参比电极（饱和甘汞电极） 辅佐电极（pt电极） 研究电极（镍电极） 金相砂纸 石蜡 4 试验步骤 （1）测量镍在0.1M硫酸溶液中的阳极极化曲线 ① 将研究电极（Ni电极）用金相砂纸磨至镜面光亮，然后在丙酮中清洗除油，电极面积为0.2cm2 (用石蜡封多余面积)，再用被测硫酸浸泡几分钟，除去氧化膜 ②洗净电极池，注入待测硫酸溶液，然后将研究电极、辅佐电极、参比电极、盐桥装入电极池内，通氢气15分钟，除氧气 ③调整恒电位仪，使初始电位位于-0.4V (相对于饱和甘汞电极)，终止电位位于-1.4V (相对于饱和甘汞电极)，操纵电极电位扫描速度为8mV/sec、6mV/se、5mV/se、3mV/sec，分别测量单程阳极极化曲线。
（2）测量氯离子对阳极钝化的影响 更换新研究电极，重复上述步鄹操纵扫描起、始电位范围与上述步鄹一样，电位扫描速度操纵为3mV/sec，分别测定下面溶液的阳极极化曲线，以考察氯离子对镍钝化的影响： ① 0.1MH2SO4+0.02MKCl ② 0.1MH2SO4+0.1MKCl ③ 0.1MH2SO4+0.2MKCl 5 结果议论 （1）求出各极化曲线(即I-?曲线)上致钝电流ip, Flade电位，致钝电位Ep, 钝化电位(区) （2）离子浓度的极化曲线，议论所得测验结果及曲线的意义 6 斟酌题 通过阳极极化曲线的测定, 对极化过程和极化曲线的应用有何进一步理解? 若要对某种举行阳极养护, 应首先测定哪些参数? 3 — 6 —。