电极过程动力学

电极过程动力学
一、 实验目的
通过对铜电极的阳极极化曲线和阴极极化曲线的测定,绘制出极化曲线图,从而进一步加深对电极极化原理以及有关极公曲线理论知识的理解。通过本实验,熟悉用恒电流法测定极化曲线。
实验原理
当电池中由某金属和其金属离子组成的电极处于平衡状态时,金属原子失去电子变成离子获得电子变成原子的速度是相等的,在这种情况下的电极称为平衡电极电位
电解时,由于外电源的作用,电极上有电流通过,电极电位偏高了平衡位,反应以一定的速度进行,以铜电极Cu|Cu2+为例,它的标准平衡电极电位是+0.337V,若电位比这个数值更负一些,就会使Cu2+获得电子的速度速度增加,Cu失去电子的速度减小,平衡被破坏,电极上总的反应是Cu2+析出;反之,若电位比这个数值更正一些,就会使Cu失去电子的速度
增加,Cu2+获得电子的速度减小,电极上总的反应是Cu溶解。这种由于电极上有电流通过而导致电极离开其平衡状态,电极电位偏离其平衡的现象称为极化,如果电位比平衡值更负,因而电极进行还原反应,这种极化称为阴极极化,反之,若电位比平衡值更正,因而电极进行氧化反应,这种极化称为阳极极化。
对于电极过程,常用电流密度来表示反应速度,电流密度愈大,反应速度愈快。电流密度的单位常用安培/厘米2,安培/2
由于电极电位是影响影响电流密度的主要因素,故通常用测定极化曲线的方法来研究电极的极化与电流密度的关系。
一、 实验方法及装置
本实验电解液为CuSO4 溶液(溶液中CuSO4.5H2O浓度为165g/lH2SO4 180g/l);电极用φ=0.5mm铜丝作为工作电极,铂片电极作为辅助电极。为了测得不同电流密度下的电极电位,以一个甘汞电极与被测电极组成电池,甘汞电极通过盐桥与被测电极相通,用CHI660B电化学工作站测得不同电流密度下对应的阴极或阳极极化曲线。
装置如图所示
    4
    3
    1    2       
1——铜丝(工作电极Ф1.0mm);
2——铂片(辅助电极);3——甘汞电极;4——盐桥;
二、 实验步骤
1、 将铜电极的工作表面用0号金相砂纸磨光,用蒸馏水洗净,用滤纸擦干,然后放入装有CuSO4凝胶珠溶液的电解槽中。
镀锌钢管连接方式2、 在装有饱和KCl溶液的电解槽中放入盐桥连通管和甘汞电极。1-溴芘
拖把头
3、 测定阴极、阳极极化曲线
1)注意将工作电极(铜丝)接绿夹子,甘汞电极接白夹子(参比电极),辅助电极(
不良图片过滤铂片)接红夹子,使盐桥所用连通管尖端靠近工作电极工作面。
2)打开CHI660B电化学工作站的电源和计算机,然后在桌面上双击chi660b图标运行CHI660B电化学工作站软件。在Control菜单下选择Open Current Potential测试开路电位。
3)点击Setup菜单下Technique选项,在弹出的Electrochemical Techniques窗口中选择Chronopotentiometry(计时电位法),点OK确认。
4)阴极极化曲线的测定:点击Setup菜单下Parameters选项,在弹出的Chronopotentiometry Parameters窗口中设置参数。Cathodic Current(A)Anodic Current(A)均设置为0.005AHigh E Limit(V)0.5V,Low E Limit(V) -0.5VInitial PolarityCathodic(阴极)进行阴极极化曲线的测定。Cathodic Current(A)Anodic Current(A)依次设置为0.010A,0.015A,0.020A重复上面实验。
阳极极化曲线的测定:点击Setup菜单下Parameters选项,在弹出的Chronopotentiometry Parameters窗口中设置参数。Cathodic Current(A)Anodic Current(A)均设置为0.005AHigh E Limit(V)0.5V,Low E Limit(V) -0.5VInitial PolarityAnodic(阳极)进行阳极极
化曲线的测定。Cathodic Current(A)Anodic Current(A)依次设置为0.010A,0.015A,0.020A重复上面实验。
注意:阴阳极交替试验可减少电极打磨次数。
5)在Control菜单下选择Run Experiment 开始实验。结束实验可在Control菜单下选择Stop Run或在工具栏中直接点击▲开始,■结束。
6)点击工具栏中将曲线放大。
7)Graphics菜单下点击Copy to Clipboardword打印。
4、关掉电源,取出电极冲洗干净。
三、 数据处理
1. 根据测得的电动势计算出阳、阴极电位,以伏为单位。
φ阳(阴)实测-φ甘汞
2. 多功能开瓶器根据电流及面积计算出电流密度,以安培/厘米2为单位。
四、 编写实验报告
1. 简述实验原理,方法及流程;
2. 填写实验记录、数据处理及图表;
3. 实验分析;
4. 建议、意见。

本文发布于:2024-09-23 08:17:03,感谢您对本站的认可!

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