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问题: 环状阳极曲线
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时间:2006-11-30 08:19:52  编辑    加入/取消收藏    订制/取消短消息    举报该贴    

环状阳极极化曲线

  ring anodic polarization curve 环状阳极极化曲线如图9—6所示,从自腐蚀电位开始以一定速度(mV/min)进行阳极极化,当极化电位增加到击穿电位Eb值时,阳极溶解电流显著增加。这时金属表面产生小孔腐蚀。在极化电流密度上升到预置值id时,立即以一定速度回转扫描。当电流密度又回到钝态电流密度时,其对应的电位称再钝化电位或称保护电位Ep。可认为在这一电位时,钝化膜已重新愈合修补好,使金属恢复钝态。若合金的电位Ec<E<Ep时处于钝态;当Ep<E<Eb时,合金表面上原有小孔继续发展,但不会产生新的腐蚀小孔。



极化就是电位偏离平衡电位的变化,包括阳极极化和阴极极化。在电化学体系中,发生电极极化时,阴极电位总是变得比平衡电位更负,阳极电极电位总是变得比平衡电位更正。我们都知道电极体系中存在离子导体相和电子导体相,断路时两类导体都没有载流子的流动,只在电极/溶液界面上有氧化还原反应的动态平衡及由此建立的相间电位(平衡电位)。而有电流通过时,就表明外线路和金属电极中有自由电子的定向无能运动,以及界面上有一定的净电极反应,使得两种导电方式得以相互转化。在这种情况下,只有界面反应速度足够快,能够将电子导体带到界面的电荷及时地转移给离子导体,才不致于使电荷在电极表面积累起来,造成相间电位差的变化(也就是极化),从而保持未通电时的平衡状态。但电子运动速度往往大于电极反应的速度,因而电荷容易在界面上积累,形成极化。
极化作用:一种离子被异号离子极化而变形的作用称为该离子的极化作用。

②变形性:被异号离子极化而发生离子电子云变形的性质。称为该离子的变形性或可极化性。

注意:无论是阳离子还是阴离子都有极化作用和变形性两个方向。但是阳离子半径一般比阴离子小,电场强,所以阳离子的极化作用大。
在可逆电池的情况下,整个电池处于电化学平衡状态,两个电极也分别处于平衡状态,电极电位是由能斯特方程决定的,是平衡的电极电位。此时,通过电极的电流为零,即电极反应的速率为零。若要使一个不为零的电流通过电极,电极电位必须偏离平衡电极电位的值,这个现象就称为电极的极化。



简单一点说金属的极化电位就是改金属在高于该电位就会被电氧化!做电化学实验时电极的尖端一定要抛光成镜面,并且用丙酮、无水乙醇、蒸馏水清洗干净才可能降低背景电流,否则就无法进行试验测量!因为尖端太细或者不够光滑,有时的粗糙程度肉眼都无法判断,但由于尖端放电效应,产生的背景电流确是可怕!可以完全淹没测量的响应信号!



浓差极化与电化学极化
●根据极化产生的原因,极化分为浓差极化和电化学极化。
●浓差极化是由于电解过程中电极反应速度大于溶液中离子的扩散速度使电极表面附近溶液的浓度低于本体溶液的浓度产生的。
电解时,阴极反应使电极表面附近的离子浓度迅速下降,阴极电位变负;阳极反应使电极表面附近的离子浓度迅速增加,阳极电位变正。电流密度越大,电极表面附近的离子浓度与本体溶液的浓度差越大,使达到稳定状态后的溶液中的浓度梯度越大。这种由浓度梯度所引起的极化称为浓差极化。浓差极化与溶液的搅拌、电流密度等因素有关。增大电极面积、减小电流密度、强化机械搅拌能减小浓差极化。
●电化学极化是由于电极反应迟缓引起的。
电荷逾越相界面的放电反应所需要的超电位,称为电化学超电位。一般来说,析出金属时的超电位较小,可以忽略。当电极反应产生气体时,尤其是H2和O2,超电位较大。

分解电压与超电压
●外加电解电压很小时,仅有微电流通过电解池,这种电流称为残余电流。当电压增加到析出电位(被电解物质的可逆电极电位)时,两电极才开始发生连续不断的电极反应,这时的电解电压称为分解电压。
●析出电位(可逆电极电位)是对一个电极而言的,分解电压是对整个电解池而言的。电解时,由于超电位的存在,阴极的分解电位一定要比可逆电极电位更负一些;阳极的分解电位一定要比可逆电极电位更正一些。
●阳极超电位和阴极超电位的绝对值之和称为超电压(或称过电压)。



电解装置示意图
电解1mol/LCuSO4+0.5mol/LH2SO4
负极:Cu2++2e Cu↓
正极:H2O O2↑+2H++2e ●电解现象与电解电流
加直流电压于电解池的两个电极上,改变电极电位,在电极与溶液的界面上,由于外加电压的作用,导致电极上发生氧化-还原反应(电极反应),同时伴随着电流流过的现象,称为电解现象,由电极反应产生的电流,称为电解电流。电解电流的大小反映了电极反应进行的速度。
●极化现象与超电位
当电极上无净电流通过时电极处于平衡状态,其电极电位符合Nernst方程,称为可逆电极电位。当有电流通过电极时由于电极反应,电极表面电极反应物浓度低于它在溶液本体中的浓度,其电极电位偏离Nernst方程,称为极化电极电位,这种现象称为电极的极化。极化电极电位与可逆电极电位之差称为超电位或过电位。

] 电化学极化] electro-chemical polarization 是电极极化的一种。在外电场作用下,由于电化学作用相对于电子运动的迟缓性改变了原有的*电偶层而引起的电极电位变化,称为电化学极化。其特点是;在电流流出端的电极表面积累过量的电子,即电极电位趋负值,电流流入端则相反。由电化学极化作用引起的电动势叫做活化超电压。


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