線性電位掃描法測定鎳在硫酸溶液中的鈍化行為

1、線性電位掃描法測定鎳在硫酸溶液中的鈍化行為1. 請繪制一下鎳在硫酸溶液中的陽極極化曲線草圖，并指出鈍化電流，鈍化電勢，穩(wěn)定鈍化區(qū)間，穩(wěn)定鈍化區(qū)電流。如何測定鎳在硫酸溶液中的陽極極化曲線？答：采用三電極體系用線性電位掃描法測定鎳在硫酸溶液中的陽極極化曲線，在陽極極化曲線測量線路中，參比電極與工作鎳電極構(gòu)成測量回路，對工作鎳電極的電勢進行測量和控制，回路中沒有極化電流流過，只有極小的測量電流，不會對工作電極的極化狀態(tài)、參比電極的穩(wěn)定性造成干擾。輔助電極與工作鎳電極構(gòu)成極化回路，極化電路中流過極化電流，并對極化電流進行測量和控制。ic 一臨界鈍化電流Ec 一臨界鈍化電位ip 一穩(wěn)定鈍化電流AB一活性

2、溶解區(qū)BC一過渡鈍化區(qū)CD一穩(wěn)定鈍化區(qū)DE一過鈍化區(qū)2. 在線性電位掃描法測定鎳在硫酸溶液中的鈍化行為的實驗中，為什么要用恒電勢法而不能用恒電流法？ 答：由于恒電勢法能測得完整的陽極極化曲線，因此，在金屬鈍化研究中比恒電流法更能反映電極的實際過程。3. 在陽極極化曲線測量中，參比電極和輔助電極各起什么作用？答：在陽極極化曲線測量線路中，參比電極與工作電極構(gòu)成測量回路，對工作電極的電勢進行測量和控制，回路中沒有極化電流流過，只有極小的測量電流，不會對工作電極的極化狀態(tài)、參比電極的穩(wěn)定性造成干擾。輔助電極與工作電極構(gòu)成極化回路，極化電路中流過極化電流，并對極化電流進行測量和控制。 4. 在恒電勢法

3、測定極化曲線時，何謂靜態(tài)法？何謂動態(tài)法？ 答：（1）靜態(tài)法 將研究電極的電勢恒定在某一數(shù)值，同時測量相應極化狀況下達到穩(wěn)定后的電流。如此逐點測量一系列恒定電勢時所對應的穩(wěn)定電流值，將測得的數(shù)據(jù)繪制成電流-電勢圖，從圖中即可得到鈍化電位。 （2）動態(tài)法 將研究電極的電勢隨時間線性連續(xù)地變化(見圖1)，同時記錄隨電勢改變而變化的瞬時電流，就可得完整的極化曲線圖。所采用的掃描速率(單位時間電勢變化的速率)需根據(jù)研究體系的性質(zhì)而定。一般來說，電極表面建立穩(wěn)態(tài)的速度愈慢，則掃描速度也應愈慢，這樣才能使所測得的極化曲線與采用靜態(tài)法的相近。 上述兩種方法，雖然靜態(tài)法的測量結(jié)果較接近靜態(tài)值，但測量時間太長，所

4、以，在實際工作中常采用動態(tài)法來測量。5. 當電勢加到一定值后，鎳電極上出現(xiàn)氣泡，請解釋為什么會出現(xiàn)此現(xiàn)象？答：當電勢加到一定值后，達到了氧氣的析出電極電位，有氧氣析出了，因此鎳電極上出現(xiàn)氣泡。6. 測定鎳陽極極化曲線時，在測量前，為什么電極在進行打磨后，還需進行陰極極化處理？答：在測量前，對電極進行打磨只能去掉鈍化后鎳電極表面上凸起的氧化層，對凹進的部分不起作用，對電極進行陰極極化處理是對鎳電極進行電化學活化，可進一步去掉鈍化后鎳電極表面上的氧化層，使其重新活化。7. 在陽極極化曲線測量中，如果掃描速率改變，測得的鈍化電流和鈍化電勢有無變化？為什么？答：如果掃描速率過快，即電極電勢變化太快，使

5、得電極表面來不及建立穩(wěn)態(tài)就往下進行，測得的E鈍和i鈍會有變化。如果掃描速率過慢，測得的E鈍和i鈍應無太大無變，只是測量時間太長。8. 在陽極極化曲線測量中，當溶液pH發(fā)生改變時，鎳電極的鈍化行為有無改變？答：當溶液pH發(fā)生改變時，Ni電極的鈍化行為有變化。9. 什么是極化？什么是極化曲線？陽極極化電極電勢如何變化？陰極極化電極電勢又如何變化？ 答：在金屬的陽極溶解過程中，其電極電勢必須大于其熱力學電勢，電極過程才能發(fā)生。這種電極電勢偏離其熱力學電勢的行為稱為極化。在有電流通過電極時，電極電勢偏離可逆電勢值的現(xiàn)象稱為電極的極化。在某一電流密度下，實際的電極電勢與可逆電極電勢之差稱為超電勢。電流密

6、度越大，超電勢越大。超電勢或電極電勢與電流密度之間的關(guān)系曲線稱為極化曲線，極化曲線的形狀和變化規(guī)律反映了電化學過程的動力學特征。陽極上由于極化使電極電勢變大，陰極上由于極化使電極電勢變小。10. 什么是金屬的鈍化？ 答：當陽極極化不大時，陽極過程的速率(即溶解電流密度)隨著電勢變正而逐漸增大，這是金屬的正常溶解。但當電極電勢正到某一數(shù)值時，其溶解速率達到最大，而后，陽極溶解速率隨著電勢變正，反而大幅度降低，這種現(xiàn)象稱為金屬的鈍化。11. 影響金屬鈍化過程的因素有哪些？答：影響金屬鈍化過程的因素有：（1）溶液的組成 溶液中存在的H+、鹵素離子以及某些具有氧化性的陰離子對金屬鈍化現(xiàn)象起著顯著的影響

7、。在中性溶液中，金屬一般是比較容易鈍化的；而在酸性或某些堿性溶液中要困難得多。 （2）金屬的化學組成和結(jié)構(gòu) 各種純金屬的鈍化能力均不相同，以Fe、Ni、Cr種金屬為例，易鈍化的順序CrNiFe。 （3）外界因素 當溫度升高或加劇攪拌，都可以推遲或防止鈍化過程的發(fā)生。這顯然是與離子的擴散有關(guān)。在進行測量前，對研究電極活化處理的方式及其程度也將影響金屬的鈍化過程。12. 金屬陽極鈍化曲線圖分為哪些區(qū)？答：活性溶解區(qū)、過渡鈍化區(qū)、穩(wěn)定鈍化區(qū)、過鈍化區(qū)。13. 為什么每進行一次金屬陽極鈍化曲線測量都要對待測鎳電極進行打磨洗凈查干？答：因為每測量一次鎳電極的表面都會被鈍化，形成一層氧化膜。干擾下一次的測量，因此，要打磨洗凈查干進行活化處理。14. 本實驗研究金屬鈍化行為為何采用恒電勢法中的動態(tài)法？答：因為在研究金屬鈍化行實驗中用恒電勢法更能反映電極的實際過程。而用靜態(tài)法測定的結(jié)果較接近靜態(tài)值，但測量時間太長。所以，在實際工作中采用動態(tài)法來測量。15. 氯離子的濃度對Ni鈍化有何影響？答：鹵素離子，特別是氯離子，會破壞金屬表面鈍化膜的完整性，進而抑制金屬的鈍化行為，促進金屬的溶解。16. 當電解質(zhì)溶液中KCl濃度不斷增