litceysel.ru
добавить свой файл
1 2 3 4


Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный технический университет


ИЗМЕРЕНИЕ рНs ПРИЭЛЕКТРОДНОГО СЛОЯ С ПОМОЩЬЮ

МИКРОСУРЬМЯНОГО ЭЛЕКТРОДА

Методические указания к лабораторным работам по курсам

«Теоретическая электрохимия»,

« Современные проблемы и методы исследования

электрохимических систем »,

« Электрохимические аспекты водородного материаловедения »

« Физические и химические методы исследования поверхности металлов и твердых тел»,

для студентов направления 240300, бакалавров и магистрантов направления 550800, аспирантов, изучающих

теорию и технологию электрохимических процессов


Саратов 2009 г.


СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
…………………………………………………………….........3

1.МЕТОД ЗОНДОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ……………………………………...3

1.1.Микростеклянный электрод…………………………………………........3

1.2. Микрозондовые электроды второго рода…..…………………………...4

1.3. Метод дискового электрода с сурьмяным кольцом……………………..7

1.4. Методические трудности измерения рНs зондовыми микроэлектродами и пути их устранения..........................................................................................7

2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ……….…………………………….8

2.1. Подготовка экспериментальной установки к работе…………………....8

2.2. Подготовка потенциостата к работе…………………………………….10

2.3. Работа в режиме «Потенциал»…………………………………………..11

2.4. Работа в режиме «ТОК»………………………………………………….12

2.5. Ячейка для электрохимических исследований и подготовка ее к работе…………………………………………………………………………..13

2.6. Подготовка электродов к работе………………………………………...14

3.ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА…………….…………………17


4 ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ……………………18

Определение погрешности измерений……………………………………....18

5.СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ…...…………………..…...………...19

6.ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ………...…….…………………………………………………..19

ЛИТЕРАТУРА………….………………………………………… ………..………………………………..20


ВВЕДЕНИЕ


Влияние кислотности раствора на кинетику и механизм электрохимических процессов, на физико-механические свойства формируемых катодных осадков металлов и сплавов, общеизвестно.[1,2] В подавляющем большинстве работ установлена зависимость этих факторов от кислотности в объеме раствора (рН0). Между тем, кислотность в приэлектродном слое (рНs) может существенно отличаться от объемной.

В теории осаждения блестящих гальванических покрытий появление блеска связывают с достижением определенного значения рНs в прикатодном слое, обеспечивающего на поверхности металла образование плотной пленки коллоидных гидроксидов или основных солей, которые и обусловливают образование блестящих осадков.[3,6] Величина кислотности на границе металл-среда играет важную роль и в явлениях коррозии и защиты от нее.[7,8] Таким образом, вопрос о кислотности раствора в приэлектродном слое является очень важным как при решении различных практических задач, так и для успешного развития учения о кинетике электродных процессов. Для определения рНs получил широкое признание метод зондовых электродов.

Методические указания включают описание методики изготовления микросурьмяного электрода, построения калибровочной кривой рНs-Е и использования ее для определения рНs при поляризации электродов в потенциостатическом или гальваностатическом режимах.


1. МЕТОД ЗОНДОВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ


Наибольшее распространение получили микростеклянный электрод и микрозондовые электроды второго рода.

1.1. Микростеклянный электрод


В1955году В.Л.Хейфец, А.А,Ротинян и Т.М.Овчинникова для определения кислотности в приэлектродном слое электролита применили электрод специальной конструкции, названный микростеклянным электродом (МСЭ) [1,9].

Стеклянный микроэлектрод представляет собой изогнутую под углом 90о стеклянную трубку, оттянутую в капилляр. К торцу капилляра припаивается пластина электродного стекла, которая является рабочей поверхностью стеклянного электрода. Стеклянный микроэлектрод передвижением микрометрического винта устанавливается на заданном расстоянии от поверхности катода. На время измерения рН ток в цепи выключается и потенциал стеклянного электрода определяется через 3-5 секунд после разрыва цепи поляризации во избежание наводок на рН-метр, так как первые несколько секунд после выключения тока показания МСЭ меняются незначительно. Можно использовать как визуальный контроль, так и осциллографическую запись рНs. Возможность определения рНs при выключении поляризующего тока определяется скоростью разрушения диффузионного слоя.

Метод определения рНs приэлектродного слоя с помощью стеклянного микроэлектрода имеет ряд недостатков: стеклянный электрод хрупкий, механически непрочный; общая шероховатость поверхности рабочего и стеклянного электрода составляет