(钝化)极化曲线.pdf

镍电极在硫酸溶液中极化（钝化）曲线的测定

1.实验目的

1.1了解金属钝化的原因和钝化行为的测定方法；

1.2了解金属钝化行为的原理；

1.3掌握用CHI660来测定镍电极在硫酸体系中不同KCl浓度时的阳极钝化曲

线。

2.实验原理：

2.1金属的阳极与钝化过程：

金属的阳极过程是指金属作为阳极发生电化学溶解的过程。

M→Mn++ne-

在金属的阳极溶解过程中，其电极电势必须高于其热力学电势，电极过程才能发

生。这种电极电势偏离其热力学的现象称为极化。当阳极极化不大时，极化的速

率随着电势变正而逐渐增大，这就是金属的正常溶解。当电极电势正到某一数值

时，其溶解速率随着电势变正，反而大幅度地降低，这种现象称为金属钝化。

金属钝化一般可分为两种。若把铁浸入浓硝酸(d1.25)中，一开始铁溶解在

酸中并放出NO，这时铁处于活化状态.经过一段时间后,铁几乎停止了溶解，此

时的铁即使放在硝酸银溶液中也不能转换出银,这种现象称为化学钝化。另一种

钝化称为电化学钝化,即用阳极极化的方法使金属发生钝化。金属处于钝化状态

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时,其溶解速率较小，一般为10～10A/cm。

金属之所以会由活化状态转变为钝化状态，至今还存在着不同的观点。有人

认为金属钝化是由于金属表面形成了一层保护性的致密氧化膜，因而阻止了金属

的进一步溶解，称为氧化物理论；另一种观点则认为金属钝化是由于金属表面吸

附了氧，形成了氧吸附层或氧化物吸附层，因而拟制了腐蚀的进行，称为表面吸

附理论；第三种观点认为，开始是氧的吸附，随后金属从基底迁移至氧吸附膜中，

然后发展为无定形的金属-氧基结构而使金属溶解速率降低，被称为连续模型理

论。

2.2研究金属钝化的方法：

该实验是通过用恒电位法测定金属钝化曲线。也就是说通过恒电位仪对研究

电极给定一个恒定电位(即给定电位)后，测量与之对应的准稳态电流值(I)，以阳

极电位E与开路电位E之差，即过电位η对通过电极的电流密度j对数l舀

给定开路

作图，得如图1所示金属Ni钝化曲线示意图。

图中曲线可分为四个区域：

（1）AB段为活性溶解区，此时金属进行正常的阳极溶解。阳极电流密度随

外加给定的电位的增加而随之增大。其变化符合Tafel公式。

（2）BC段为钝化过度区，此时阳极的金属表面生成钝化膜，电流密度随外

加给定的电位的增加而减少。

（3）CD段为稳定钝化区，表面金属处于钝化状态，此时电流密度稳定在很

小的值，而且与给定电位无关。

（4）DE段为过钝化区，即钝化了的金属又开始溶解，电流密度随外加给定

的电位的增加而迅速增大。

3.实验仪器与所需试剂：

仪器：CHI660B电化学工作站、带盐桥的H型电解池、Pt辅助电极、饱和甘汞

电极做参比电极，镍工作电极。

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药品：（1）0.1mol/dmHSOsolution；（2）0.1mol/dmH2SO4+0.01mol/dm3KCl

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solution；(3)0.1mol/dm3H2SO4+0.04mol/dm3KClsolution；(4)0.1mol/dm3

H2SO4+0.1mol/dm3KClsolution；蒸馏水。

4.实验步骤：

4.1溶液的配置：

根据98%浓硫酸的密度ρ=1.84g/cm3，MH2SO4=98.08g/mol，再由

，从而得到所要量取一定硫酸浓度的体积即V。其中

测