實驗09陰極極化曲線的測定ppt課件

1、一、實驗目的一、實驗目的二、實驗原理二、實驗原理三、藥品儀器三、藥品儀器四、實驗步驟四、實驗步驟五、實驗記錄五、實驗記錄六、數據處理六、數據處理七、結果分析與討論七、結果分析與討論九、思考題九、思考題八、本卷須知八、本卷須知1.測定銅電極在鍍鋅溶液中的陰極極化曲線；2.了解絡合劑、添加劑對陰極極化的影響； 在有電流通過電極時，電極電勢偏離可逆平衡電位，陰極的電勢表現得比可逆電極的電勢更負一些，這種現象稱為陰極極化。陰極極化曲線是指電流密度與陰極電勢之間的關系曲線。本實驗是通過在含不同成份的鍍鋅溶液中被電鍍的銅電極的陰極極化曲線的測定，來研究絡合劑、添加劑對陰極極化的作用。 電鍍是一種電解加工工

2、藝，所加工的物體為陰極，電解質中的金屬離子電沉積在物體表面，這是一個電結晶的過程。當晶核的生成速度大于晶核的成長速度時，鍍層就細致緊密，因此晶核的生成速度是決定鍍層質量的重要因素。金屬離子從液相轉變?yōu)楣滔?，使體系自由能降低，在新相形成的同時要建立新的界面，又使體系自由能升高，所以體系能量的變化應是這兩部分能量之和。 從所需要的表面能量來考慮，小晶體比大晶體具有更高的表面能。陰極極化越大，過電位越大，能夠提供更多的表面能，所以晶核生成的速度越大。 因此在電鍍中，往往通過增大陰極極化來提高電鍍的質量。但是，如果單純增大電流密度以造成較大的濃差極化，則常常形成疏松的鍍層，因而在電鍍生產中，大都在鍍液

3、中加入各種絡合劑、添加劑，以減小電極反應速度，增加電化學極化。四種鍍液成份：、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl+0.21M氨三乙酸+2g/l硫脲+2g/l聚乙三醇、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl+2g/l硫脲+2g/l聚乙三醇、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl+0.21M氨三乙酸、0.38MZnCl2+4.8MNH4Cl說明：（1NH4Cl：主要起導電作用，以改善電解液的分散能力。氨還可以與氨三乙酸共同與鋅絡合形成更為穩(wěn)定的絡離子。（2氨三乙酸：絡合劑，與鋅離子形成絡合離子。（3硫脲：添加劑，在電鍍過程中，電解產生的活性S2-離子在電極表面與金屬形成表面絡合物，阻礙電

4、極反應。（4聚乙三醇：添加劑，是非離子型表面活性物質，強烈地吸附在電極表面，阻礙電極反應。1.UJ25型直流高電勢電位差計；2.YJ42型精密穩(wěn)壓源；3.AC15直流復射式檢流計；4.YJ87型直流標準電流電壓發(fā)生器；5.標準電池；6.飽和甘汞電極；7.H管、鹽橋、銅片、鋅片、剪刀、小刀、直尺、砂紙、燒杯等；8.飽和KCl溶液；9.鍍液（、號）。組裝實驗裝置組裝實驗裝置溫度補償校正溫度補償校正檢流計調零檢流計調零確定輸出電流確定輸出電流測定電動勢測定電動勢改變輸出電流改變輸出電流測定電動勢測定電動勢YJ42型精密穩(wěn)壓源電計 規(guī)范 未知1 未知2 UJ25型直流高電勢電位差計直流復射式檢流計直流

5、標準電流電壓發(fā)生器標準電池飽和飽和KClKCl溶液溶液鍍液鍍液鹽橋鹽橋銅片銅片鋅片鋅片甘汞電極甘汞電極2.2V 3.3VYJ42型精密穩(wěn)壓源上的紅色接線柱為正極，轉換開關置于“2V處；用剪刀剪下鋅片、銅片0.55cm），并用砂紙把要電鍍的地方磨亮雙面）；一只管裝入飽和KCl溶液，另一只管裝入號鍍液，并按流程圖連接。（1溫度補償校正，按以下計算公式進行；220)20(00000095. 0)20(0000406. 0ttEEt式中：E20為標準電池20時的電動勢，單位為V廠家提供，已標在標準電池上）；t為當時實驗室的氣溫。（2插上YJ42型精密穩(wěn)壓源的插頭，打開電源開關；（3插上AC15直流復射

6、式檢流計的插頭，電源轉換開關應置于“1處，調節(jié)“零點調節(jié)旋鈕，使標度尺上的光標處于零位。 在測定電動勢之前，必須先進行調標準，即進行工作電流調節(jié)。（1電位差計左下角的測量轉換開關置于“N處，按下“粗的按鈕，調節(jié)工作電流“粗鍵盤，使檢流計光標最接近為零。（2依次調節(jié)工作電流調節(jié)“中”、“細”、“微鍵盤，使檢流計光標最接近為零。 調標準后，調節(jié)直流標準電壓電流發(fā)生器，使輸出電流為5mA，對銅片進行電鍍。注意：直流標準電壓電流發(fā)生器的“極性轉換開關置于“+”處紅色為正極）；“輸出轉換開關置于“準備處；“量程轉換開關置于“100mA處。 插上發(fā)生器插頭，把“電源轉換開關置于“通處，再把“輸出轉換開關置

7、于“通處，然后按下秒表開始計時，邊電鍍邊調電動勢，8min后讀取電動勢值。 測定電動勢時，先把測量轉換開關置于“X”，按下“粗的按鈕，依次從大到小調節(jié)測定電動勢的六個鍵盤使光標最接近零主要調節(jié)第1、2、3鍵盤），接著按下“細的按鈕。依次從大到小調節(jié)測定電動勢的六個鍵盤使光標最接近零主要調節(jié)第4、5、6鍵盤）。注意：（1判明光標移動方向與電動勢值大小的關系；（2測量過程中，必須經常調整電動勢值，保持光標最接近零；（3讀取電動勢時，光標可能還會緩慢地朝一個方向移動或左右擺動，只記下8min時的電動勢值即可。（15mA的電動勢測定完后，按第4-5步驟依次測定電流輸出值為10mA、15mA、20mA、

8、25mA時的電動勢，電流輸出值確定后按下秒表，4min后讀取電動勢值；（2發(fā)生器“輸出轉換開關置于“準備處，然后測定電動勢值，即電流為0mA時的電動勢值。（3測量結束，取出銅片用蒸餾水清洗，量取銅片電鍍面積長寬2）；（4把管中的鍍液倒掉，用蒸餾水清洗干凈，然后裝入號鍍液；（5測定完號鍍液后，再依上法測定、號鍍液；（6實驗結束，清洗復原。最后觀察四種鍍液所鍍銅片的質量。鍍液鍍液電動勢值（陰極相對于飽和甘汞電極）（電動勢值（陰極相對于飽和甘汞電極）（V V）電鍍面積（電鍍面積（cmcm）（長（長寬寬2 2）5mA5mA10mA10mA15mA15mA20mA20mA25mA25mA0mA0mA號號號號號號號號1.計算電流密度DK和陰極電位K )/(m電鍍面積電流值D電流密度2KcmA陰極電位K=飽和甘汞電極-所測得的電動勢值其中：飽和甘汞電極25時為0.2412V溫度對影響較?。╇娏髦?mA10mA15mA20mA25mA0mA號DKK號DKK號DKK號DKK2