tafel曲线实验指导书.doc

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1、Tafel曲线测定金属的腐蚀速度一、目的　1．掌握tafel测定金属腐蚀速度的原理和方法。　2．测定不锈钢在0.25mol/L的硫酸溶液中腐蚀电密ic、阳极塔菲尔斜率ba和阴极塔菲尔斜率bc。3．对活化极化控制的电化学腐蚀体系在强极化区的塔菲尔关系加深理解。4.学习绘制极化曲线。二、实验原理金属在电解质溶液中腐蚀时，金属上同时进行着两个或多个电化学反应。例如铁在酸性介质中腐蚀时，Fe上同时发生反应：Fe→Fe2++2e2H++2e→H2在无外加电流通过时，电极上无净电荷积累，即氧化反应速度ia等于还原反应速度ic,并且等于自腐蚀电流Icorr,与此对应的电位是自腐

2、蚀电位Ecorrr。如果有外加电流通过时，例如在阳极极化时，电极电位向正向移动，其结果加速了氧化反应速度ia而拟制了还原反应速度ic,此时，金属上通过的阳极性电流应是：Ia=ia-

3、ic

4、=ia+ic同理，阴极极化时，金属上通过的阴极性电流Ic也有类似关系。Ic=-

5、ic

6、+ia=ic+ia从电化学反应速度理论可知，当局部阴、阳极反应均受活化极化控制时，过电位（极化电位）η与电密的关系为：ia=icorrepx(2.3η/ba)ic=-icorrexp(-2.3η/bc)所以Ia=icorr[exp(2.3η/ba)-exp(-2.3η/bc)]Ic=-icorr

7、[exp(-2.3η/bc)-exp(2.3η/ba)当金属的极化处于强极化区时，阳极性电流中的ic和阴极性电流中的ic都可忽略，于是得到：Ia=icorrexp(2.3η/ba)Ic=-icorrexp(-2.3η/bc)或写成：η=-balgicoor+balgiaη=-bclgicorr+bclgic　　可以看出，在强极化区内若将η对lgi作图，则可以得到直线关系[见《热力设备腐蚀与腐蚀》p257Fig.14—12（a）]。该直线称为塔菲尔直线。将两条塔菲尔直线外延后相交，交点表明金属阳极溶解速度ia与阴极反应（析H2）速度ic相等，金属腐蚀速度达到相对稳定

8、，所对应的电密就是金属的腐蚀电密。实验时，对腐蚀体系进行强极化（极化电位一般在100～250mV之间），则可得到E–lgi的关系曲线。把塔菲尔直线外延至腐蚀电位。lgi坐标上与交点对应的值为lgic,由此可算出腐蚀电密icorr。由塔菲尔直线分别求出ba和bc。影响测量结果的因素如下：（1）体系中由于浓差极化的干扰或其他外来干扰；（2）体系中存在一个以上的氧化还原过程（塔菲尔直线通常会变形）。故在测量为了能获得较为准确的结果，塔菲尔直线段必须延伸至少一个数量级以上的电流范围。三、仪器和用品电化学工作站CHI650C极化池铂金电极（辅助电极）饱和甘汞电极不锈钢电极，

9、工作面积1cm2介质为0.25mol/L的硫酸溶液四、实验步骤1.配制0.25mol/L溶液2.工作电极用水砂纸打磨，用无水乙醇棉擦洗表面去油待用。3.将研究电极、参比电极、辅助电极。4.连接好线路进行测量。五、结果处理1.将实验数据绘在半对数坐标纸上。2.分别求出腐蚀电密ic、阴极塔菲尔斜率bc和阳极塔菲尔斜率ba。