碳钢在碳酸铵溶液ppt课件
极化曲线1.
极化曲线原理1.在研究可逆电池的电动势和电池反应时电极上几乎没有电流通过，每个电极或电池反应都是在无限接近于平衡下进行的，因此电极反应是可逆的。
当有电流通过电池时，则电极的平衡状态被破坏，此时电极反应处于不可逆状态，随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大。
在有电流通过电极时，由于电极反应的不可逆而使电极电位偏离平衡值的现象称作电极的极化。
根据实验测出的数据来描述电流密度与电极电位之间关系的曲线称作极化曲线如图1所示。
金属的阳极过程是指金属作为阳极时，在一定的外电势下发生的阳极溶解过程，如下式所示:M→M n++ne -此过程只有在电极电位大于其热力学电位时才能发生。
阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大。
这是正常的阳极溶出，但当阳极电位正到某一数值时，其溶解速度达到一最大值。
此后阳极溶解速度随着电位变正，反而大幅度的降低，这种现象称为金属的钝化现象。
曲线表明，电位从a 点开始上升(即电位向正方向移动)，电流密度也随之增加，电位超过b 点以后，电流密度迅速减至很小，这是因为在金属表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达c点以后，电位再继续上升，电流仍保图1金属极化曲线ab 活性溶解区；b.临界钝化点；bc.过渡钝化区;cd.稳定钝化区;de.超(过)钝化区持在一个基本不变的很小的数值上，电位升到d点时，电流又随电位的上升而增大。
2.影响金属钝化过程的几个因素金属钝化现象已进行了大量的研究工作。
影响金属钝化过程及钝化性质的因素，可归纳为以下几点:(1)溶液的组成。
在中性溶液中，金属一般比较容易钝化，而在酸性或某些碱性的溶液中，则不易钝化；溶液中卤素离子（特别是Cl－）的存在，能明显地阻止金属的钝化；溶液中存在某些具有氧化性的阴离子(如CrO2-4)则可以促进金属的钝化。
(2)金属的化学组成和结构。
各种纯金属的钝化能力不尽相同，例如铁、镍、铬三种金属的钝化能力为铬>镍>铁。
碳钢在碳酸铵溶液中的钝化行为 教师辅导ppt课件
2018/11/13
实验仪器、试剂
LK98-II电化学工作站 辅助电极（Pt电极）
碳钢去氧化装置（WSJ直流电流控制表） 参比电极（饱和甘汞电极） 金相砂纸和普通砂纸 研究电极（自制碳钢电极） 三电极电解池 （NH4)2CO3（分析纯） KCl（分析纯）
2018/11/13
实验装置图
2018/11/13
2018/11/13
实验原理
二、影响金属钝化过程的因素
影响金属钝化过程的因素有以下几个因素：溶 液的组成、金属的化学组成和结构、外界因素（如 温度、搅拌等）201 Nhomakorabea/11/13
实验原理
三、研究金属钝化的方法
恒电势阳极极化曲线的测量原理和方法： 控制电势法测量极化曲线时，一般采用恒电位仪， 它能将研究电极的电势恒定地维持在所需值，然后测量 对应于该电势下的电流。由于电极表面状态在未建立稳 定状态之前，电流会随时间而改变，故一般测出的曲线 为“暂态”极化曲线。实际测量中方法有：①、静态法； ②、动态法。
碳钢在碳酸铵溶 液中的钝化行为 教师辅导
实验目的
1．了解金属钝化行为的原理和测量方法。
2．掌握用线性电位扫描法测量碳钢在碳酸铵溶 液中的恒电势阳极极化曲线和钝化行为。
3．测定Cl-、氧化性阴离子CrO42-、氧化性阴离
子MnO4-浓度对碳钢钝化的影响。
2018/11/13
实验原理
一、金属的阳极过程：
K2CrO4（分析纯） KMnO4（分析纯）石蜡及电炉
十二烷基硫酸钠 亲油型MOA-3 蒸馏水 乙氧基化烷基硫酸钠(AES）3090吐温-80
金属极化曲线的测定碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线
金属极化曲线的测定碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线--碳钢在碳酸铵溶液中的极化曲线网上预习:一、实验目的1.掌握用恒电位法测定金属极化曲线的原理和方法。
2.了解极化曲线的意义和应用。
3.求出临界钝化电势和临界钝化电流，根据极化曲线来分析金属的钝化行为。
二、预习要求1.弄清什么是电极的极化和极化曲线。
2.掌握恒电位仪的使用方法。
三、实验原理图1金属极化曲线:A-B.活性溶解区;B.临界钝化点;B-C.过渡钝化区;C-D.稳定钝化区;D-E.超(过)钝化区1.为了探索电极过程的机理及影响电极过程的各种因素，必须对电极过程进行研究，而在该研究过程中极化曲线的测定又是重要的方法之一。
我们知道在研究可逆电池的电动势和电池反应时电极上几乎没有电流通过，每个电极或电池反应都是在无限接近于平衡下进行的，因此电极反应是可逆的。
但当有电流明显地通过电池时，则电极的平衡状态被破坏，此时电极反应处于不可逆状态，随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大。
在有电流通过电极时，由于电极反应的不可逆而使电极电位偏离平衡值的现象称作电极的极化。
根据实验测出的数据来描述电流密度与电极电位之间关系的曲线称作极化曲线如图1所示。
金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程，如下式所示:`此过程只有在电极电位正于其热力学电位时才能发生。
阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大。
这是正常的阳极溶出。
但当阳极电位正到某一数值时，其溶解速度达到一最大值。
此后阳极溶解速度随着电位变正，反而大幅度的降低，这种现象称为金属的钝化现象。
曲线表明，电位从A点开始上升(即电位向正方向移动)，电流密度也随之增加，电位超过B点以后，电流密度迅速减至很小，这是因为在金属表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达C点以后，电位再继续上升，电流仍保持在一个基本不变的很小的数值上，电位升到D点时，电流又随电位的上升而增大。
2.影响金属钝化过程的几个因素金属钝化现象是常见的，人们已对它进行了大量的研究工作。
吸氨碳化培训讲义ppt课件
吸氨塔出气、塔顶出气、净氨段出水
（二）参考数据
出碱液 CNH₃出 75tt
TCl-出 99tt
二、精盐水当量、氨盐水当量、进气组成、出气组成、净氨水组成
三、热量计算
1、进系统带入热量
2、出系统带出热量
3、总热量
4、换热器冷却面积选取（S==Q/K×△t)
安全技术规程
1. 操作人员要严格执行操作法。 2. 进入操作岗位要按规定穿戴个人防护用品。 3. 设备开启前，必须与有关岗位联系，仔细检查，确认无误后再开车。 4. 各种安全防护装置，信号标志，仪表及指示器，消防器材等不准任意挪动
碳化工序处于纯碱生产的中心部位，素有制碱“心脏”之称。它的操作状况和工艺指标 如何，不仅反映出一个碱厂的技术和管理水平，而且对产品产量的高低、质量的优劣及物 耗的多少，即碱厂经济效益，具有举足轻重的影响。
第一节 碳酸化基本原理
一、化学反应及NaHCO₃的析出 氨盐水碳酸化涉及一个三相四组分的体系，是一个伴随化学反应及气体吸收的结晶过程。 反应物为NaCl（液）、NH₃（液）、CO₂（气）和H₂O。 生成物为NaHCO₃（固）和NH₄Cl（液）。 遗留于母液中的反应物和中间物，则有NaCl（液）、(NH₄)₂CO₃（液）、NH₄HCO₃（液） 等。 关于化学反应的主要途径和步骤、研究工作者作过多方面的试验探讨和论述。
第六章 氨盐水的碳酸化
氨盐水碳酸化过程，简称“碳化过程”，是纯碱生产中涉及的工艺条件最多、影响因素 最广、物理和化学变化最繁杂的一个工序。
碳化工序的基本职能是，使氨盐水在碳化塔内很好地吸收CO₂，并经适当而充分的冷却 降温，尽可能提高碳化度，以取得NaCl转化率较高、NaHCO₃结晶粗大、杂质含量很少的 悬浮液，送往过滤工序进行固液分离。
高中化学第4章第4节第1课时氨和铵盐课件新人教版必修1
知识点1 知识点2 知识点3
知识点 3
氨气的实验室制法
【例题3】 实验室可用如图所示的装置(缺少收集装置,夹持固定 装置已略去)制备并收集氨。
(1)在图中方框内绘出用烧瓶收集氨的仪器装置简图。
(2)试管中的试剂是
(填写化学式)。
(3)烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是 (用电离方程式表
示)。
2021/4/17
反应产生气体⇒锥形瓶内气压增大⇒锥形瓶内液体迅速流入烧瓶
形成喷泉
2021/4/17
高中化学第4章第4节第1课时氨和铵盐课件新人教版必修1
12
3.喷泉实验应注意的问题 (1)盛气装置要预先进行气密性检查,只有气密性合格才能使用。 (2)圆底烧瓶在充入氨气前应是干燥的,否则会浪费氨气。 (3)圆底烧瓶内要充满氨气,氨气过少往往不能形成喷泉。 (4)玻璃导管插入滴加酚酞溶液的水中的部分不能太短,以防导管 过早的与酚酞溶液脱离而导致喷泉停喷。 特别提醒喷泉形成的根本原因(减小内压法) ①物理方面:产生一定的压强差。 ②化学方面:溶解或发生化学反应可使气体大量地减少。
2.实验装置类型
固+固 气 与实验室用KClO3和MnO2制取O2的装置相同。 3.操作时的注意事项
(1)收集装置和反应装置的试管和导管必须是干燥的。 (2)发生装置的试管口略向下倾斜。 (3)由于氨气的密度比空气的密度小,因此收集氨气时,导管应插 入试管的底部。 (4)加热时,温度不宜过高,并用酒精灯外焰由前向后逐渐加热。
泉的是
。
A.SO2和NaOH溶液
B.CO2和NaOH溶液
20C21/4./N17 H3和H2O
D.NO和H O 高中化学第4章第4节第1课时氨和铵盐课件新人教版必修1
5.2.2氨和铵盐课件高一下学期化学人教版2(精)5
D.向装置④的水槽中慢慢加入足量浓硫酸并打开弹簧夹
答案:B
解析:氯气能溶于水中,使烧瓶中的气体压强减小,故能形成
喷泉;氢气不溶于水,也不与氢氧化钠溶液反应,所以烧瓶中的
气体压强不会有明显的变化,故不能形成喷泉;用鼓气装置从
装置③的a处鼓入一定量空气,使锥形瓶中的水进入烧瓶中,氨
极易溶于水,烧瓶中的气体压强就会减小,故能形成喷泉;浓硫
NH3、NH3·
H2O、
NH3·
H2O
+
+
H2O、NH4 、OH 、H (来
(一元弱碱)
自水的电离)
碱性溶液、易挥发
弱碱性、不稳定
性
物质 液氨
氨水
一水合氨
存在 常温常压下不能
条件 存在
密封保存于阴凉处
只存在水溶液中
氨水是氨的水溶液,氨水中氮元素的存在形式有 NH3、
联系
H2O 和 NH4+
NH3·
.
二 铵盐的性质探究
NH4+ 的检验
问题探究
碳酸氢铵是常见的农用氮肥,某品牌碳酸氢铵化肥标签如下:
碳酸氢铵
化学式:NH4HCO3
净重:50 kg
含氮量:16%
保存注意事项:防潮,阴凉处
施用注意事项:避免雨天、高温天气施用,不要与碱性物质混用
(1)施用碳酸氢铵为什么要避免雨天和高温天气?
选项B的反应中,8 mol NH3参加反应,只有2 mol作还原剂;选
项D的反应不是氧化还原反应,NH3不表现还原性。
4.一水合氨的性质。
一水合氨
二、铵盐
1.定义:由 铵根离子 和 酸根离子 组成的盐。
2.物理性质:绝大多数铵盐是白色固体, 易 溶于水。
物理化学-实验二十一：碳钢在碳酸铵溶液中的钝化行为与极化曲线的测定
实验二十一碳钢在碳酸铵溶液中的钝化行为与极化曲线的测定一、实验目的1.测定碳钢在碳酸铵溶液中的阳极极化曲线2.掌握线性电位扫描法测试阳极极化曲线的基本原理和方法。
二、实验原理线性电位扫描法是指控制电极电位在一定电位范围内、以一定的速度均匀连续变化，同时记录下各电位下反应的电流密度，从而得到电位-电流密度曲线，即稳态极化曲线。
在这种情况下，电位是自变量，电流是因变量，极化曲线表示稳态电流密度与电位之间的函数关系：i=f（Φ）。
金属作阳极的电解池中通过电流时，通常将发生阳极的电化学溶解过程。
如阳极极化不大，阳极溶解过程的速度随电势变正而逐渐增大，这是金属的正常阳极溶解。
在某些化学介质中，当电极电势正移到某一数值时，阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低，这种现象称做金属的钝化。
处在钝化状态的金属的溶解速度是很小的，在金属防腐及作为电镀的不溶性阳极时，这正是人们所需要的。
而在另外的情况如化学电源、电冶金和电镀中的可溶性阳极，金属的钝化就非常有害。
利用阳极钝化，使金属表面生成一层耐腐蚀的钝化膜来防止金属腐蚀的方法，叫做阳极保护。
利用线性电位扫描法的阳极极化曲线如图1所示。
图1 阳极极化曲线曲线表明，电势从a点开始上升（即电势向正方向移动），电流也随之增大，电势超过b点以后，电流迅速减至很小，这是因为在碳钢表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达c点以后，电势再继续上升，电流仍保持在一个基本不变的、很小的数值上。
电势升至d点时，电流又随电势的上升而增大。
从a点到b点的范围称为活性溶解区；b点到c点称为钝化过渡区；c点到d点称为稳定区；d点以后称为过钝化区。
对应于b点的电流密度称为致钝电流密度；对应于c-d段的电流密度称为维钝电流密度。
如果对金属通以致钝电流（致钝电流密度与表面积的乘积）使表面生成一层钝化膜（电势进入钝化区），再用维钝电流（维钝电流密度与表面积的乘积）保持其表面的钝化膜不消失，金属的腐蚀速度将大大降低，这就是阳极保护的基本原理。
物理化学-试验二十一：碳钢在碳酸铵溶液中的钝化行为与极化曲线的测定
实验二十一碳钢在碳酸铵溶液中的钝化行为与极化曲线的测定一、实验目的1.测定碳钢在碳酸铵溶液中的阳极极化曲线2.掌握线性电位扫描法测试阳极极化曲线的基本原理和方法。
二、实验原理线性电位扫描法是指控制电极电位在一定电位范围内、以一定的速度均匀连续变化，同时记录下各电位下反应的电流密度，从而得到电位-电流密度曲线，即稳态极化曲线。
在这种情况下，电位是自变量，电流是因变量，极化曲线表示稳态电流密度与电位之间的函数关系：i=f（Φ）。
金属作阳极的电解池中通过电流时，通常将发生阳极的电化学溶解过程。
如阳极极化不大，阳极溶解过程的速度随电势变正而逐渐增大，这是金属的正常阳极溶解。
在某些化学介质中，当电极电势正移到某一数值时，阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低，这种现象称做金属的钝化。
处在钝化状态的金属的溶解速度是很小的，在金属防腐及作为电镀的不溶性阳极时，这正是人们所需要的。
而在另外的情况如化学电源、电冶金和电镀中的可溶性阳极，金属的钝化就非常有害。
利用阳极钝化，使金属表面生成一层耐腐蚀的钝化膜来防止金属腐蚀的方法，叫做阳极保护。
利用线性电位扫描法的阳极极化曲线如图1所示。
图1 阳极极化曲线曲线表明，电势从a点开始上升（即电势向正方向移动），电流也随之增大，电势超过b点以后，电流迅速减至很小，这是因为在碳钢表面上生成了一层电阻高、耐腐蚀的钝化膜。
到达c点以后，电势再继续上升，电流仍保持在一个基本不变的、很小的数值上。
电势升至d点时，电流又随电势的上升而增大。
从a点到b点的范围称为活性溶解区；b点到c点称为钝化过渡区；c点到d 点称为稳定区；d点以后称为过钝化区。
对应于b点的电流密度称为致钝电流密度；对应于c-d 段的电流密度称为维钝电流密度。
如果对金属通以致钝电流（致钝电流密度与表面积的乘积）使表面生成一层钝化膜（电势进入钝化区），再用维钝电流（维钝电流密度与表面积的乘积）保持其表面的钝化膜不消失，金属的腐蚀速度将大大降低，这就是阳极保护的基本原理。
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2018/11/13
三、 器试剂
【仪器试剂】 恒电位仪一台；饱和甘汞电极1支；碳钢电极1 支；铂电极1支；三室电解槽1只。 2 mol· dm
-3
(NH4)2CO3溶液；丙酮溶液
恒电位仪
仪器装置图
2018/11/13
实验步骤 1.碳钢电极的处理：分别用粗的和细的 金相砂纸将碳钢研究电极打磨至镜面 光亮，蒸馏水清洗（打磨时，工作电 极呈8字形平磨）。将碳钢电极置于 0.5 mol/L的H2SO4 中作阴极，铂片电极作阳极，电流密 度保持在5mA/c㎡以下，电解10min或 以上除去氧化膜。
2018/11/13
2. 测定极化曲线：
A 装液 洗净器皿，分别于两烧杯中注入2 mol/L 的碳 酸铵溶液和饱和的氯化钾溶液。在三通管的左侧装入 2 mol/L 的碳酸铵溶液，在三通管的右侧装入饱和的氯 化钾溶液。 B 连接装置 按仪器装置图连接装置（为降低电势降对 测量结果的影响，三通管的左侧的尖嘴部分尽量靠近 碳钢电极表面） C 测量 接通电源预热后，调节和设置实验参数（）。 按“start”开始测量，并保存数据。 D 实验完成，依次拆除电极，洗净电解池和各个电极。 将仪器中记录的电流-电极电势曲线转化成文本格式后 导出，用于进行数据处理。
碳钢在碳酸铵溶液
实验目的
1.掌握恒电势法测定极化曲线的方法。 2. 测定碳钢在碳酸铵溶液中的钝化曲线及阳极 极化曲线。 3.求出钝化电势。
实验基本原理
1，极化 当某种金属浸入电解质溶液时，金属表面与 溶液之间就会建立起一个电位，腐蚀电化学 中把这个电位称为自然腐蚀电位。向浸在电 解质溶液中的金属施加直流电，金属的自然 腐蚀电位会发生变化，这个现象称为极化。 把电位与电流密度之间对应的关系画成曲线 叫做极化曲线。
碳钢在2mol/L碳酸铵溶液中的钝化曲线 由图观察可知， 碳钢曲线在钝 化区有一个毛 峰，原因可能 是：碳钢不是 纯铁，含有杂 质，所以在进 入钝化区时有 一个毛峰出现。
碳钢在不同浓度的氯离子下的钝化曲 线
有图表观察可知：氯 离子浓度越大，维钝 化电流密度越大，稳 定钝化区域越小，金 属易被活化。因为氯 离子是电负性很强的 离子，容易吸附到金 属表面，活化金属， 促进反应，生成金属 阳离子。
实验基本原理
2，金属钝化
金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过 程，如下式所示： M→Mn+＋ne当具有钝化金属在进行阳极极化时，在金属表面上 能够生成一层具有很高耐腐蚀的钝化膜而使电流减 少，金属表面呈钝态，这就叫做金属钝化。继续施 较小的电流就可以维持这种钝化状态，钝态金属表 面溶解量很小从而防止了金属的腐蚀，这就是阳极 保护的基本原理。
实验基本原理
3，阳极极化曲线
1. AB段活化区，此时金属进行正常的 阳极溶解。 2.BC段为钝化过渡区，电势达到B点 时，电流为最大值，此时的电流称 为钝化电流，所对应的电势称为临 界电势或钝化电势。电势过B电后， 金属开始钝化，溶解速率不断降低 并过渡到钝化状态。 3. CD段为钝化区，在该区域中金属的 溶解速率基本上不随电势而改变。 此时的电流称为钝化金属的稳定溶 解电流。 4.DE段为过钝化区，D点之后阳极电 流又重新随电势的正移而增大，此 时可能是高价金属离子的产生；也 可能是水的电解而析出O2；还可 能是两者同时出现。
实验注意事项
1.对碳钢电极进行抛光时，打磨电极（呈8字形 打磨）至电极表面光亮为止，以便更好的去氧 化膜。 2.在除去碳钢氧化膜时，需在硫酸中通电适当时 间，使碳钢表面的氧化膜完全被除去，使得极 化曲线的钝化区更加平直。 3.制备盐桥时，盐桥中不能有气泡，否则会增加 电阻，易造成断路。
谢谢大家！
静态法：将电极电势恒定在某一数值，测定电流密度随时
间的变化，直到电流基本达到某一稳定值，如此逐点地测量 在各个电极下的稳定电流密度值，以获得完整的极化曲线。
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。这样才能使测得 的极化曲线与采用静态法测得的结果相同。静态法测量结果 虽然接近稳定值，但测量时间长，本实验采用动态法。
实验基本原理
4，极化曲线的测定
恒电势法就是将研究电极的电势恒定维持在
所需要的数值上，然后测量对应于各电位下的 电流密度。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。
实验基本原理
在实际测量中，常用的控制电位测量方法有以下两种：