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云南芒果皮提取物对金属在弱酸环境中腐蚀影响

一、实验目的

1.掌握动电位扫描测定极化曲线及交流电化学阻抗谱的基本原理和方法；

2.了解极化曲线、阻抗图谱的意义和作用及对应的电化学反应机理；

3.理解数据处理方法、等效电路图的意义，了解等效电路的实际意义；

4.理解电极制作的步骤，熟练植物提取水溶物的基本操作；

5.教师做好语言转换器，深入浅出让学生有所获得。

二、实验原理

1.缓蚀剂减缓腐蚀机理[4]

缓蚀剂是一种以很少的量加入腐蚀介质中就可有效抑制金属腐蚀的物质，它通过在金属

表面吸附，形成一层保护膜，阻滞金属的阴极或阳极反应，从而达到降低金属腐蚀速率的目

的。一般含有不饱和结构、π键、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｏ等杂原子的化合物容易通过这些官能

[1]

结构与金属发生交互作用，在金属表面吸附成膜，从而具有抑制金属腐蚀的作用。而植物

体除了水分之外，含量最大的便是这类有机物。如芒果皮中含有黄酮类、糖及苷类、酚类、

[2]

有机酸和挥发油等多种活性成分。因此对其成分进行提取，其产物将非常可能是优良的缓

蚀剂。

2.极化曲线法

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。

金属腐蚀研究中的电极电位测量一般有两类：（1）测量腐蚀体系无外加电流作用时的

自然腐蚀电位及其随时间的变化；（2）测量金属在外加电流作用下的极化电位及其随时间

的变化。电极电位的测量比较简单，但技巧性强。除了研究电极外，还需要一个参比电极、

电位测量仪和电解池。可以采用各种形状和尺寸的金属试样，这对电位测量结果几乎没有影

响，但试样的表面状态（如洁净度、膜状态）则有显著影响。

在外加电流作用下，电极电位发生变化的现象称之为电极的极化，电极电位与电流（电

流密度）的关系曲线称之为极化曲线。从极化曲线的形状可以看出电极极化的程度，从而判

断电极反应过程的难易。极化曲线的测定及分析是揭示金属腐蚀机理和探讨控制腐蚀的措施

的基本方法之一。

[3]

极化曲线测量技术一般可以分为两类：（1）控制电流法(恒电流法)，以电流为自变

量，测量相应的电极电位随电流变化的函数关系，包括充电曲线法和断电流法（电极电位—

时间曲线）；（2）控制电位法（恒电位法），以电位为自变量，测量相应的电流随电位变

化的函数关系。极化曲线的测定需要同时测量研究电极上流过的电流和电极电位，因此一般

采用三电极体系，即由极化电源、电流与电位检测、电解池与电极系统构成两个回路：极化

电路（电流测量回路）和电位测量回路。

缓蚀剂的缓蚀效果可以用缓蚀率进行表示，根据腐蚀电流密度值的大小，可以用下式

[4]

求算缓蚀剂的缓蚀率：

II

IE%corr(o)corr(inh)100%（1）

I

corr(o)

式中Icorr(o)和Icorr(inh)分别是没加缓蚀剂和加入缓蚀剂后的腐蚀电流密度值。

3.电化学阻抗谱法

电化学阻抗谱又称为交流阻抗，它是一种以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号

[5]

的电化学测量方法。由于以小振幅的信号对体系扰动，一方面可以避免对体系产生大影响，

另一方面也使得扰动与体系的响应之间近似呈线性关系。同时，电化学阻抗谱方法又是一种

频率域的测量方法，它以测量得到的频率范围很宽的阻抗谱来研究电极系统，因而能比其他

常规的电化学方法得到更多的动力学信息及电极界面结构的信息。如：可以从阻抗谱中含