大学英语精读第二册(第三版)课后练习参考答案(8)

秒表

量筒 1000mL, 50mL

烧杯 2000mL， 1000mL

HAc ，NaCl，无水乙醇棉，水砂纸 介质为1MHAc+1MNaCl混合溶液

四、 实验步骤

1． 配制1MHAc+1MNaCl溶液

2． 将工作电极用水砂纸打磨，用无水乙醇棉擦洗表面去油待用。

3． 将研究电极、参比电极、辅助电极、盐桥装入盛有电解质的极化池，盐桥毛细管尖端距研究电极表面距离可控制为毛细管尖端直径的两倍。

4． 按附录2“PS-1型恒电位/恒电流仪使用方法”连接好线路进行测量。 5． 测量时，先测量阴极极化曲线，然后测量阳极极化曲线。

6． 开动磁力搅拌器，旋转速度为中速，进行极化测量。

7． 先记下i = 0时的电极电位值，这是曲线上的第一个点，先进行阴极极化。分别以相隔10s的间隔调节极化电流为-0.5、-1、-2、-3、-4、-5、-10、-20、-30、-40、-50、-60mA，并记录对应的电极电位值，迅速将极化电流调为零，待电位稳定后进行阳极极化。此时应分别调节极化电流为0.5、1、2、3、4、5、10、20、30、40mA，并记录对应的电极电位值。应注意，极化电流改变时，调节时间应快，一般在5秒之内完成，实验结束后将仪器复原。 五、 结果处理

1． 将实验数据绘在半对数坐标纸上。

2． 根据阴极极化曲线的塔菲尔线性段外延求出锌和碳钢的腐蚀电流，并比较它们的腐蚀速度。

3． 分别求出腐蚀电密ic、阴极塔菲尔斜率bc和阳极塔菲尔斜率ba。

六． 思考题

1． 从理论上讲，阴极和阳极的塔菲尔线延伸至腐蚀电位应交于一点，实际测量的结果如何？为什么？

3． 如果两条曲线的延伸线不交于一点，应如何确定腐蚀电密？

实验4 失质法测定金属的腐蚀速度

一、 目的

1． 掌握某些因素如介质及其浓度、缓蚀剂等对金属腐蚀速度的影响。 2． 掌握质量法测定金属腐蚀速度的方法。 二． 原理

使金属材料在一定条件下（温度、压力、介质浓度等）经腐蚀介质作用一定时间后，比较腐蚀前后该材料的质量变化从而确定腐蚀速度。

对于均匀腐蚀，根据腐蚀产物易除去与否可分别采用失质指标和增质指标来表示腐蚀速 度。

失质指标V-为：

V??m0?m1St 增质指标V+为： 式中：S 试样面积，m；

m2?m0St2

V?? t 试验时间, h；

m0 腐蚀前试样的质量, g ；

m1 腐蚀后试样的质量（清除腐蚀产物后），g ； m2 腐蚀后试样的质量（清除腐蚀产物前）, g ；

对于均匀腐蚀，很易将以上腐蚀速度指标换算成以深度指标Vt表示的腐蚀速度：

Vt?V???24?3651000?8.67?V??式中：ρ 金属的密度，g/cm3

质量法适于室内外多种腐蚀实验，可用于材料的耐蚀性能评定、选择缓蚀剂、改变工艺条件时检查防腐效果等。本实验是碳钢在敞开的酸溶液中的全浸实验，用质量法测定其腐蚀速度。

金属在酸中的腐蚀一般是电化学腐蚀。酸类对金属的腐蚀规律主要取决于酸的氧化性。非氧化性酸，如盐酸，其阴极过程是氢去极化过程；氧化性酸，其阴极过程则主要是氧化剂的还原过程。但我们不可能把酸类截然分成氧化性酸和非氧化性酸，例如，当HNO3 比较稀时，碳钢的腐蚀速度随酸浓度的增加而增加，是氢去极化腐蚀，当HNO3 浓度超过30%时，碳钢的腐蚀速度迅速下降，HNO3 浓度达到50%时，碳钢的腐蚀速度最小，此时碳钢在HNO3 中腐蚀的阴极过程是：

NO3- + 2H+ + 2e →NO2- +H2O

酸中加入适量缓蚀剂能阻止金属腐蚀或降低金属腐蚀速度。 三、 仪器与药品

钢印、锒头、游标卡尺、毛刷、干燥器、分析天平、烧杯、量筒、搪瓷盘、温度计、电炉、玻璃棒、镊子、滤纸、尼龙丝。

丙酮、去离子水、20%H2SO4 、20%H2SO4 +硫脲10g/L、 20%NHO3 、60%NHO3 、 12%HCl+1%～2%六次甲基四胺。 四、 实验步骤与内容

1． 试样的准备

（1）A3 碳钢试样，其尺寸为503253（2～3）mm 。且打磨试样。

（2）用钢印给试样编号，以示区别。

（3）用游标卡尺准确测量试样尺寸，计算出试样面积，记录数据。

（4）试样表面除油，先用毛刷、软布在流水中清除其表面残屑、油污，再用丙酮清洗后用滤纸吸干。如此处理的试样避免再用手摸，应用干净纸包好，于干燥器中干燥24h 。

（5）将干燥后的试样放在分析天平上称重，精确到0.1mg，称重结果记录在表1内。 2． 腐蚀实验

（1）分别量取800mL下列溶液； 20%H2SO4

20%H2SO4 +硫脲10g/L

20%NHO3 60%NHO3

将其分别放在4个1000 mL干净烧杯中。

（2）将试样按编号分成四组（每组2片），用尼龙丝悬挂，分别浸入以上4个烧杯中。试样要全部浸入溶液，每个试样浸泡深度要求一致，上端应在液面以下20mm 。

（3）自试样进入溶液时开始记录腐蚀时间，半小时后，把试样取出，用水清洗。 3． 腐蚀产物的去除

腐蚀产物的清洗原则是应除去试样上所有的腐蚀产物，而只能去掉最小量的基本金属。去除腐蚀产物的方法有机械法、化学法及电化学法。该实验采用机械法和化学法。

（1）机械法去除腐蚀产物。若腐蚀产物较厚可先用竹签、毛刷、橡皮擦净表面，以加速除锈过程。

（2）化学法除锈。化学法除锈常用的试剂很多，对于铁和钢来说主要有以下几种配方： a. 20% NaOH + 200g/L锌粉，沸腾5min ,直至干净。 b. HCl + 50g/L SnCl2 + 20g/L SnCl3 。

c. 12% HCl + 0.2% As2O3 + 0.5% SnCl2 + 0.4%甲醛，50℃，15～40min 。 d. 10% H2SO4 + 0.4% 甲醛,40～50℃，10min 。 e. 12% HCl + 1%～2% 乌洛托品，50℃或常温。

f. 饱和NH4Cl + NH3H2O，常温，直至干净。

本实验采用试剂为配方e ，该法空白小，除锈快，经除锈后样品表面稍发黑。 （3）除净腐蚀产物后，用水清洗试样（先用自来水后用去离子水），再用丙酮擦洗、滤纸吸干表面，用纸包好，于干燥器内干燥24h。将干燥后的试样称重，结果记录在表2中。 五、 实验结果的评定

1． 定性评定方法

（1）观察金属试样腐蚀后的外形，确定腐蚀是否均匀，观察腐蚀产物的颜色、分布情况及其与金属表面结合是否牢固。

（2）观察溶液颜色是否变化，是否有腐蚀产物的沉淀。 2． 定量评定方法

若腐蚀是均匀的，可依上述公式计算V- ，并可换算成腐蚀深度。根据下式计算20% H2SO4 加硫脲后的缓蚀率G ：

G?V?VV'?100%式中：V 未加缓蚀剂时的腐蚀速度； V’’ 加缓蚀剂时的腐蚀速度

六、 思考题

1． 为什么试样浸泡前表面要经过打磨？ 2． 试样浸泡深度对实验结果有何影响？

表1 试样称重结果记录 编号 长（mm） 宽（mm） 厚（mm） 1 2 3 4 5 6 7 孔径（mm） 面积（mm2） 8

表2 试样测试结果记录 组别 腐蚀介编腐蚀时试样原重腐蚀后重失重质 一 二 三 四

号 间（h） 1 2 3 4 5 6 7 8 (g) (g) (g) 腐蚀速度(g/m2h) 腐蚀深度(mm) 缓蚀率(%) 实验5 线性极化法测定金属的腐蚀速度

一、

目的

1． 掌握线性极化仪的使用方法。 2． 掌握几种求塔菲尔常数的方法。

3． 了解线性极化技术测定金属腐蚀速度的原理。

二、 实验原理

对于活化极化控制的腐蚀体系，当自腐蚀电位Ecorr相距两个局部反应的平衡电位甚远时，

极化电流ic外与电极电位E关系方程为： 对上式微分并经数学处理，可得到：

2.3(E?Ecorr)ba1ic外2

iC外?icorr{exp[]?exp[2.3(Ecorr?E)bc]}式中：Rp 极化阻力(Ω)；

RP?(d?cdic外)??0??ba?bc2.3(ba?bc) icorr 金属的腐蚀电密（A/cm)； ic外 极化电密(A/cm2)； Ecorr 金属的腐蚀电位（V）； dη 极化电位（V）； ba 、bc 阳、阴极塔菲尔常数（V）

若令B?babc2.3(ba?bc) 则

icorr?BRp

此式为线性极化方程式。由此可知，腐蚀速度icorr与极化电阻Rp成反比，只要测得Rp和bc、ba后，就可求出金属的腐蚀速度。 三、 仪器和药品

线性极化仪、碳钢电极、烧杯、电极架、砂纸等， 若丁（二邻甲苯基硫脲）、乌洛托品、丙酮、酒精棉、硫酸 四、 实验步骤

1． 三电极体系准备

（1）焊接

（2）打磨

（3）计算面积 （4）清洗

2． CR-3型多功能腐蚀测量仪使用方法见附录1。 3． 实验溶液配制

（1）0.5MH2SO4 800mL

0.5MH2SO4分别加0.2, 0.5, 0.6, 0.8,1 .0, 1.2g乌洛托品溶液。 （2）0.5M H2SO4

0.5MH2SO4+1mg (NH2)2CS (硫脲) 0.5MH2SO4+若丁

0.5MH2SO4+0.5%乌洛托品溶液。

4. 分别测定各电极电位，选择电位差小于2mV的二个电极为工作电极和参比电极，另一电极为辅助电极。

5． 加极化电位±5mV，记录Δi5 或Rp 加极化电位±10mV，记录Δi10 或Rp 五、 结果处理

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