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[科普中国]-阳极极化曲线

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阳极极化曲线表示阳极电极电位(E)与阳极电极上电流密度(i)之间变化关系的曲线。EA°—A表示阳极极化曲线,电位向正的方向变化。EC°—C表示阴极极化曲线,电位向负的方向变化。极化曲线愈陡,说明电位偏移程度愈大,极化愈强,即电极过程受到阻碍愈大。反之,曲线平缓,说明极化程度小,电极过程顺利。

极化曲线简介极化曲线表示电极电位(E)与电极上电流密度(i)之间变化关系的曲线。EA°—A表示阳极极化曲线,电位向正的方向变化。EC°—C表示阴极极化曲线,电位向负的方向变化。极化曲线愈陡,说明电位偏移程度愈大,极化愈强,即电极过程受到阻碍愈大。反之,曲线平缓,说明极化程度小,电极过程顺利。

分类浓差极化

欧姆极化

活化极化

极化曲线分为四个区,活性溶解区、过渡钝化区、稳定钝化区、过钝化区。极化曲线可用实验方法测得。分析研究极化曲线,是解释金属腐蚀的基本规律、揭示金属腐蚀机理和探讨控制腐蚀途径的基本方法之一。

极化曲线以电极电位为横坐标,以电极上通过的电流为纵坐标获得的曲线称为极化曲线。它表征腐蚀原电池反应的推动力电位与反应速度电流之间的函数关系。直接从实验测得的是实验极化曲线。而构成腐蚀过程的局部阳极或者局部阴极上单独电极反应之电位与电流关系称为真实极化曲线,即理想极化曲线。1

极化曲线的测定恒电位法恒电位法就是将研究电极电势依次恒定在不同的数值上,然后测量对应于各电位下的电流。极化曲线的测量应尽可能接近体系稳态。稳态体系指被研究体系的极化电流、电极电势、电极表面状态等基本上不随时间而改变。在实际测量中,常用的控制电位测量方法有以下两种:

静态法将电极电势恒定在某一数值,测定相应的稳定电流值,如此逐点地测量一系列各个电极电势下的稳定电流值,以获得完整的极化曲线。对某些体系,达到稳态可能需要很长时间,为节省时间,提高测量重现性,往往人们自行规定每次电势恒定的时间。

动态法控制电极电势以较慢的速度连续地改变(扫描),并测量对应电位下的瞬时电流值,以瞬时电流与对应的电极电势作图,获得整个的极化曲线。一般来说,电极表面建立稳态的速度愈慢,则电位扫描速度也应愈慢。因此对不同的电极体系,扫描速度也不相同。为测得稳态极化曲线,人们通常依次减小扫描速度测定若干条极化曲线,当测至极化曲线不再明显变化时,可确定此扫描速度下测得的极化曲线即为稳态极化曲线。同样,为节省时间,对于那些只是为了比较不同因素对电极过程影响的极化曲线,则选取适当的扫描速度绘制准稳态极化曲线就可以了。

恒电流法恒电流法就是控制研究电极上的电流密度依次恒定在不同的数值下,同时测定相应的稳定电极电势值。采用恒电流法测定极化曲线时,由于种种原因,给定电流后,电极电势往往不能立即达到稳态,不同的体系,电势趋于稳态所需要的时间也不相同,因此在实际测量时一般电势接近稳定(如1min~3min内无大的变化)即可读值,或人为自行规定每次电流恒定的时间。2

电极在电池中,电极一般指与电解质溶液发生氧化还原反应的位置。电极有正负之分,正极指电位(电势)较高的一端,负极指电位较低的一端。一般正极为阴极,获得电子,发生还原反应,负极则为阳极,失去电子发生氧化反应。电极可以是金属或非金属,只要能够与电解质溶液交换电子,即成为电极。

在电化学分析中,电极是将溶液浓度转换成电信号的一种传感器。

电势在静电学里,电势(英语:electric potential)定义为处于电场中某个位置的单位电荷所具有的电势能。电势又称为'''电位''',是标量。其数值不具有绝对意义,只具有相对意义,因此为了便于分析问题,必须设定一个参考位置,并把它设为零,称为零势能点。通常,会把无穷远处的电势设定为零。那么,电势可以定义如下:假设检验电荷从无穷远位置,经过任意路径,克服电场力,缓慢地移动到某位置,则在这位置的电势,等于因迁移所做的机械功与检验电荷量的比值。在国际单位制里,电势的度量单位是伏特(Volt),是为了纪念意大利物理学家亚历山德罗·伏打(Alessandro Volta)而命名。

电势必需满足泊松方程,同时符合相关边界条件;假设在某区域内的电荷密度为零,则泊松方程约化为拉普拉斯方程,电势必需满足拉普拉斯方程。

在电动力学里,当含时电磁场存在的时候,电势可以延伸为“广义电势”。特别注意,广义电势不能被视为电势能每单位电荷。3

电流密度在电磁学里,电流密度(current density)是电荷流动的密度,即每单位截面面积电流量。电流密度是一种矢量,一般以符号表示。采用国际单位制,电流密度的单位是安培/米2(ampere/meter2,A/m2)。3

参阅电压

镜像法

洛伦茨规范

推迟势

保守力与保守场

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学