Giáo trình điện hóa học

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM Lê Tự Hải Giáo trình ĐIỆN HĨA HỌC NHÀ XUẤT BẢN ĐÀ NẴNG Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 16990083030571000000 MỞ ĐẦU Điện hóa học phận Hố lý, nghiên cứu tính chất vật lý hệ ion, trình tượng ranh giới phân chia pha có tham gia tiểu phân tích điện (các electron ion) Bởi vậy, điện hóa bao gồm tất dạng tương tác phần tử tích điện linh động pha ngưng tụ trạng thái cân bằng, xảy phản ứng ranh giới phân chia lịng pha Điện hóa chia làm hai phần: Điện hóa lý thuyết điện hóa ứng dụng Điện hóa lý thuyết nghiên cứu tính chất hệ điện ly, nhiệt động động học cân ranh giới pha; chế qui luật động học q trình chuyển điện tích qua ranh giới pha … Điện hóa học ứng dụng nghiên cứu trình tổng hợp hợp chất hữu - vơ dịng điện, q trình mạ điện, chế tạo dạng nguồn điện hố học, nghiên cứu ăn mịn bảo vệ kim loại, chế tạo vật liệu mới, luyện kim, phân tích hóa học, xử lý mơi trường … Như vậy, lĩnh vực nghiên cứu ứng dụng điện hóa rộng có ảnh hưởng đến nhiều ngành khoa học, công nghiệp khác Trong giáo trình này, chúng tơi trình bày 10 chương liên quan đến vấn đề dung dịch điện ly, lý thuyết điện hóa học ứng dụng điện hóa lĩnh vực khoa học, đời sống Một số phương pháp thực nghiệm sử dụng trình điện hóa trình bày tóm tắt để giúp sinh viên nắm kỹ thuật đo nghiên cứu điện hóa Mặc dù có nhiều cố gắng biên soạn, giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp bạn sinh viên, thầy giáo để giáo trình hồn thiện hn MụC LụC Mở đầu Ch−¬ng Dung dịch chất điện ly lý thuyết điện ly Arrhesnius 1.1 Khái niệm chất điện ly 1.2 Nh÷ng b»ng chøng thực nghiệm tồn ion dung dịch chất điện ly 1.3 Thut ®iƯn ly Arrhenius Câu hỏi tập 15 Chơng Tơng tác ion - lỡng cực dung môi dung dịch chất điện ly 17 2.1 Nguyên nhân điện ly tơng tác ion - lỡng cực dung m«i 17 2.2 Năng lợng mạng lới tinh thể 18 2.3 Năng lợng solvat hãa 22 Câu hỏi tập 25 Chơng Tơng tác ion - ion dung dịch chất điện ly 28 3.1 Hoạt độ hệ số hoạt độ 28 3.2 ThuyÕt Debey - Huckel 30 3.3 Năng lơng tơng tác ion trung tâm khí ion 32 3.4 Tính hệ số hoạt độ theo thuyết Debey - Huckel 36 3.5 Sù ph¸t triĨn cđa thut Debey - Huckel 38 3.6 Ứng dơng cđa thut Debey - Huckel cho chÊt ®iƯn ly u 39 3.7 Ứng dơng thut Debey - Huckel ®Ĩ tÝnh ®é tan 41 3.8 Sự liên hợp ion dung dịch điện ly 42 3.9 Các chất đa điện ly chất điện ly nóng chảy 43 Câu hái vµ bµi tËp 47 Chơng Sự dẫn điện dung dịch điện ly 50 4.1 Độ dẫn điện dung dịch chất điện ly 50 4.2 Một số trờng hợp đặc biệt độ dẫn điện dung dịch chất điện ly 54 4.3 TÝnh chÊt cđa dung dÞch chøa electron solvat hoá 56 4.4 Tốc độ chuyển ®éng tut ®èi vµ linh ®é ion 56 4.5 Mối liên hệ linh độ ion độ dẫn điện 57 4.6 Phơng pháp ®o ®é dÉn ®iƯn vµ øng dơng 58 4.7 Sè vËn t¶i 63 Câu hỏi tËp 65 Chơng Nhiệt động học điện hóa 67 5.1 Sù xt hiƯn thÕ trªn ranh giíi ph©n chia pha 67 5.2 ThÕ ®iƯn cùc 70 5.3 Nhiệt động học nguyên tố Galvani 86 5.4 Các loại pin 90 5.5 øng dơng cđa phÐp ®o søc ®iƯn động 96 Câu hỏi tËp 103 Chơng Lớp điện kép ranh giới điện cực - dung dịch 109 6.1 Sự hình thành lớp ®iÖn kÐp 109 6.2 C¸c thut vỊ cÊu tróc líp kÐp 110 6.3 Phơng pháp nghiên cứu lớp kép 115 Câu hỏi tËp 118 Chơng Động học trình điện hoá 119 7.1 Đặc trng chung trình điện hoá 119 7.2 Các giai đoạn phản ứng điện hóa 120 7.3 Thế cân lệch khỏi giá trị cân 122 7.4 Sự phân cực điện cực - 123 7.5 ThÕ ph©n hủ 127 7.6 Tốc độ trình điện cực 128 7.7 §éng häc mét sè trình điện hoá 131 Câu hái vµ bµi tËp 136 Ch−¬ng Mét sè øng dơng lĩnh vực điện hoá 138 8.1 Một số khái niệm sở 138 8.2 Điện phân tổng hợp hợp chất vô cơ, hữu xử lý môi trờng 143 8.3 Mét sè øng dơng ph©n tÝch ®iƯn ho¸ 155 8.4 Ngn ®iƯn ho¸ häc 161 Câu hỏi tập 166 Chơng ăn mòn bảo vệ kim loại 170 9.1 Ăn mòn kim loại 170 9.2 Cơ chế trình ăn mòn kim loại 176 9.3 Sù thơ ®éng hãa kim lo¹i 184 9.4 Một số phơng pháp bảo vệ kim loại chống ăn mòn điện hóa 191 9.5 Xư lý m«i trờng ăn mòn 201 9.6 Các phơng pháp điện hóa bảo vệ kim loại 210 9.7 Tổ hợp phơng pháp bảo vệ kim loại 216 Câu hỏi tập 217 Chơng 10 Phơng pháp nghiên cứu trình điện hóa 220 10.1 Đo đờng cong phân cực dòng - 220 10.2 Phơng pháp dòng - tuần hoàn (Cyclic voltammetry) 221 10.3 Phơng pháp điện cực đĩa quay 226 10.4 Xác định lợng hoạt động hóa phản ứng điện cực 227 10.5 Phơng pháp tổng trở điện hóa (EIS) 228 10.6 Phơng pháp điện hóa nghiên cứu ăn mòn kim loại 230 Câu hỏi bµi tËp 233 Tài liệu tham khảo 234 Ch−¬ng dung dịch chất điện ly thuyết điện ly arrhénius 1.1 Khái niệm chất điện ly Chất điện ly hợp chất hoá học có khả phân ly (hoàn toàn hay phần) thành hạt mang điện trái dấu đợc gọi ion (cation anion) hòa tan dung môi trạng thái rắn lỏng trạng thái nóng chảy 1.2 Những chứng thực nghiệm tồn ion dung dịch chất điện ly Quan niệm tồn phần tử tích điện (các ion) dung dịch chất điện ly đà đợc khẳng định điện hoá, giai đoạn phát triển môn khoa học điện hoá cha có quan niệm Bằng chứng tồn ion dung dịch đà đợc khẳng định sở kiện thực nghiệm số thuộc tính nhiệt động sau dung dịch điện ly áp suất thẩm thấu: Từ thuyết dung dịch suy rằng, dung dịch đủ loÃng, áp suất thẩm thấu liên hệ với nồng độ mol/L theo phơng trình: = C.R.T (1.1) đây: C nồng độ mol/L; R số khí; T nhiệt độ tuyệt đối Đối với dung dịch chất không điện ly, ví dụ nh dung dịch đờng nớc, phơng trình (1.1) phù hợp tốt vơí số liệu thực nghiệm Đối với dung dịch điện ly, ví dụ dung dịch NaCl, giá trị thực nghiệm lớn giá trị tính theo (1.1) Để giải thích cách hình thức tợng này, Vant-Hoff đa vào hệ số đẳng trơng Vant-Hoff (i) biểu thức áp suất thẩm thấu dung dịch điện ly là: = i.C.R.T (1.2) i > Từ (1.1) (1.2) suy > Điều dẫn tới ý nghĩa tổng số phần tử (số hạt) dung dịch điện ly cao dung dịch không điện ly có nồng độ mol Điều có nghĩa phân tử chất điện ly bị phân cắt thành hạt nhỏ (các ion) nên làm tăng số hạt dung dịch áp suất dung dịch: Chất tan làm giảm áp suất dung môi dung dịch so với dung môi nguyên chất (P) Trong dung dịch không điện ly đủ lo·ng th×: ∆P = Po M o C m 1000 (1.3) với Po: áp suất dung môi nguyên chất; Mo: phân tử gam dung môi; P: độ giảm áp suất bÃo hoà dung môi dung môi nguyên chất so với dung môi dung dịch; Cm: nồng độ molan chất tan Đối với dung dịch điện ly, giá trị thực nghiệm P lớn giá trị tính theo (1.3) Do vậy, giả thiết số tiểu phân dung dịch điện ly lớn đa vào (1.3) hệ số i > để giải thích mâu thuẫn Điều có nghĩa dung dịch điện ly, phân tử chất tan đà bị phân cắt số phần tử dung dịch tăng lên so với dung dịch không điện ly Độ hạ băng điểm độ tăng điểm sôi dung dịch: Ngời ta thấy rằng, dung dịch điện ly có nhiệt độ sôi cao nhiệt độ đông đặc thấp dung dịch không điện ly có nồng độ C Điều chứng tỏ số phần tử dung dịch điện ly lớn dung dịch không điện ly cã cïng nång ®é HiƯu øng nhiƯt phản ứng trung hoà: Hiệu ứng nhiệt phản trung hoà axit mạnh bazơ mạnh giá trị không đổi, không phụ thuộc vào chất axit bazơ HCl + NaOH NaCl + H2O ∆H1 (a) HNO3 + KOH → KNO3 + H2O ∆H2 (b) ∆H1 = ∆H2 = -57,3 kJ/mol (ë 25oC) §iỊu chứng tỏ phản ứng trung hoà phản ứng ion H+ OH- axit bazơ phân ly ra: H+ + OH- H2O (c) Sự liên quan tác dụng xúc tác axit độ dẫn điện chúng: nồng ®é ®· cho, ®é dÉn ®iƯn cđa axit cµng lín, hiệu ứng xúc tác mạnh ảnh hởng đến trình thuỷ phân este Điều cho thấy, dung dịch axit phân ly ion H+ Một cách đơn giản để phân biệt dung dịch điện ly dung dịch không điện ly đo khả dẫn điện chúng Dung dịch không điện ly không dẫn điện; dung dịch điện ly dẫn điện Hình 1.1 Sơ đồ đo s dẫn điện dung dịch không điện ly (a), điện ly yếu (b) điện ly mạnh (c) 1.3 Thuyết điện ly Arrhenius 1.3.1 Các giả thuyết trớc Arrhenius Theodor von Grotthuss, nhà hóa học Đức 1785-1882 Michael Faraday, nhà vật lý Anh 1791-1867 Theodor von Grotthuss (1805) vµ Michael Faraday (1833) cho rằng, phân ly ion tác dụng điện trờng Từ khái niệm chất điện ly Faraday đề nghị mang ý nghĩa bị phân ly dòng điện Các ion đợc sinh phân ly nh chạy điện cực dới tác dụng điện trờng Tuy nhiên, thí nghiệm tồn ion dung dịch, nh liên quan tác dụng xúc tác axit độ dẫn điện cho thấy phản ứng thuỷ phân este xảy mặt điện trờng Kayander đề cập đến tồn dung dịch axit kiềm phần tử bị cắt không phụ thuộc vào có mặt dòng điện Song Kyander cha đa đợc lý thuyết điện ly để giải thích điện ly chất điện ly 1.3.2 Thuyết điện ly Arrhenius Trong khoảng thêi gian 18831887 Arrhenius ®−a thut ®iƯn ly dùa sở luận điển sau: Các phân tử axit, bazơ, muối hoà tan bị phân ly thành phần tử mang điện (ion) 10 Trong phương pháp cyclic voltammetry điện cực thay đổi liên tục từ E1 đến E2 ngược lại từ E2 tới E1 với tốc độ biến đổi V theo chu kì: E2 = E1 – vt V: tốc độ quét (mV/s) Quá trình quét mơ tả sau: Hình 10.3 Sơ đồ qtthế trongphương pháp dịng - tuần hồn Sơ đồ khối phương pháp dịng-thế tuần hồn điều khiển máy vi tính biểu diễn hình 10.4 Hình 10.4 Sơ đồ phương pháp dịng - tuần hồn (1) Bình điện hóa , (2) Potentiostat, (3) Bộ biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số (ADC) tín hiệu số thành tín hiệu tương tự (DAC), (4) Máy vi tính, (5) Bộ phận lưu trữ thơng tin, CE: điện cực phụ, WE: điện cực làm việc, RE: điện cực so sánh Đường biểu diễn dòng (i) theo (E) đường cong có đỉnh (pic) đặc trưng cho q trình khử oxi hóa Từ mối quan hệ dịng-thế, xác định tính chất trình xảy điện cực Có ba dạng đường cong tương ứng với loại phản ứng tiêu biểu xảy trình điện hóa minh họa hình 10.6 222 Hình 10.5 Các dạng đường cong tiêu biểu phương pháp dịng - tuần hồn: (a) Q trình điện hóa thuận nghịch , (b) Q trình điện hóa bất thuận nghịch, (c) Q trình điện hóa kết hợp với q trình hóa học Nếu (Epư - Epc) 0,058 V/n trình xảy trình điện hóa thuận nghịch : Nếu (Epư - Epc) > 0,06 V/n trình xảy gồm trình điện hóa kèm theo q trình hóa học: Đối với q trình điện hóa thuận nghịch có khuếch tán tuyến tính, Randle Sevcik đưa mối quan hệ dịng cực đại thơng số thực nghiệm sau : ip = 2,687 105 n3/2 A D1/2 Co v1/2 (10.1) Trong đó, v: tốc độ quét (V/s), n: số electron trao đổi, A: diện tích điệncực (cm2), Co: nồng độ ban đầu chất phản ứng (mol/l), D: hệ số khuếch tán (cm2/s) Nếu q trình điện hóa bất thuận nghịch mối quan hệ dịng cực đại thơng số thực nghiệm tn theo phương trình Nicholson - Shain sau: ip = 2,99 105 n3/2 A D1/2 Co v1/2 α Ở α hệ số chuyển 223 (10.2) Trong hai trường hợp trên, tất thông số khác, ngoại trừ v, giữ cố định ip phụ thuộc tuyến tính vào v1/2 Nếu q trình điện hóa có kèm theo phản ứng hóa học mối quan hệ ip v1/2 khơng cịn hàm tuyến tính Phương pháp dịng-thế tuần hồn sử dụng để nghiên cứu tính chất điện hóa động học chế phản ứng điện hóa Bằng phương pháp này, người ta xác định khoảng xảy q trình oxi hóa khử chất, tính chất thuận nghịch hay bất thuận nghịch phản ứng điện hóa Nicholson – Shain phân loại số chế phản ứng sau: 1- Phản ứng điện hóa thuận nghịch: O + ne ⇔R 2- Phản ứng điện hóa bất thuận nghịch: O + ne → R 3- Phản ứng hóa học xảy trước phản ứng điện hóa thuận nghịch: Z→O O + ne ⇔ R 4- Phản ứng hóa học xảy trước phản ứng điện hóa bất thuận nghịch: Z→O O + ne → R 5- Phản ứng điện hố thuận nghịch kèm theo phản ứng hóa học thuận nghịch: O + ne ⇔ R R⇔Z 6- Phản ứng điện hóa thuận nghịch kèm theo phản ứng hóa học bất thuận nghịch: O + ne ⇔ R R→Z 7- Phản ứng xúc tác với phản ứng điện hóa thuận nghịch: O + ne ⇔ R R+Z→O 8- Phản ứng xúc tác với phản ứng điện hóa bất thuận nghịch: 224 O + ne → R R+Z→O Dựa vào tiêu chuẩn Nicholson – Shain thông qua việc xây dựng đồ thị (iP – V1/2), (ip/v1/2 – v) cho phép ta xác định tính chất động học khuếch tán chế phản ứng điện hố Hình 10.6 Đồ thị dòng – loại phản ứng điện cực Dạng đường cong cyclic voltammetry phụ thuộc vào số yếu tố tốc độ quét thế, tính chất môi trường, nồng độ chất phản ứng, điện cực,… Hình 10.7 Dạng đường cong cyclic voltammetry tốc độ quét 225 10.3 Phương pháp điện cực đĩa quay Điện cực đĩa quay đĩa kim loại trịn, tâm đĩa gắn vào trục quay (hình 10.8) Do đĩa quay nên dung dịch tâm đĩa bị chuyển thành đĩa Dung dịch bình phản ứng xơ vào tâm đĩa Do đó, xuất gradient nồng độ bề mặt điện cực dung dịch Vì vậy, tốc độ quay điện cực ảnh hưởng đến mật độ dòng phản ứng Levich đưa phương trình mật độ dịng cực đại sau: i = 0,62 z F D2/3 ω1/2 γ-1/6 (Co - Cs) (10.3) Trong đó, i: mật độ dòng cực đại (A/m2), n: số electron cấu tử trao đổi, F: số Faraday, D: hệ số khuếch tán (cm2/s), γ: độ nhớt dung dịch(cm2/s), ω: tốc độ quay đĩa 2πn (n số vịng quay điện cực tính theo giây), Co,Cs: nồng độ chất phản ứng điện hóa dung dịch bề mặt điện cực (mol/L) Hình 10.8 Sơđồ điện cực đĩa quay Nhờ điện cực đĩa quay ta tính hệ số khuếch tán ion riêng biệt, xác định số electron z tham gia vào trình điện cực Phương pháp điện cực đĩa quay dùng để giải thích nhiều vấn đề khác liên quan đến chế trình điện cực giải thích chất giai đoạn chậm q trình điện hóa Nếu giai đoạn chuyển chất chậm tỉ lệ thuận với ω1/2 226 Trong số trường hợp để nghiên cứu sâu chế phản ứng điện hóa xảy qua nhiều giai đoạn oxi hóa, khử người ta cịn sử dụng điện cực đĩa vành quay Khi chất tham gia phản ứng đĩa, sau tiếp tục tham gia phản ứng vành với áp đặt đĩa vành khác 10.4 Xác định lượng hoạt động hóa phản ứng điện cực Phương pháp đo đường cong phân cực dòng – phụ thuộc vào nhiệt độ để xác định lượng hoạt động hóa qt đơn tuyến tính nhiệt độ khác Theo phương pháp này, hệ đo điện hoá nối với thiết bị điều nhiệt để giữ nhiệt độ phản ứng điện cực không đổi Đường cong phân cực i – E ghi điện cực nghiên cứu khác có dạng hình 10.9 Hình 10.9 Dạng đường cong phân cực i-E nhiệt độ khác Từ đường cong phân cực phụ thuộc vào nhiệt độ, theo phương pháp động học Gorbachev xác định lượng hoạt động hoá phản ứng điện cực: lni = B - ∆G/RT Tại gía trị E xác định, quan hệ lni – 1/T dường thẳng: lni = B - Wa/RT(Wa lượng hoạt động hoá) Vẽ đồ thị lgi = B - Wa/2,303RT ta xác định Wa Từ giá trị lượng hoạt động hóa phán đốn động học q trình Thơng thường với Wa= 10.000 đến 30.000 cal/mol phản 227 ứng nằm miền động học; cịn Wa = 3.000 đến 6.000 cal/mol phản ứng nằm miền điện hóa 10.5 Phương pháp tổng trở điện hóa (Electrochemical Impedance Spectroscopy – EIS) Phương pháp phổ tổng trở điện hóa sử dụng để nghiên cứu trình xảy điện cực tạo màng điện hóa, ăn mịn kim loại, pin nhiên liệu (Fuel Cell),… Nội dung phương pháp áp đặt dao động nhỏ điện dịng điện lên hệ thống nghiên cứu Vì biên độ dao động nhỏ nên tuyến tính hóa phương trình Tín hiệu áp đặt thường có dạng hình sin lệch pha với dao động áp đặt Do lệch pha tổng trở dao động điều hịa cho phép phân tích đóng góp khuếch tán, động học, lớp kép, phản ứng hóa học,… vào q trình điện cực Một bình điện hóa coi mạch điện bao gồm thành phần chủ yếu sau (hình 10.10): Hình 10.10 Mạch điện tương đương bình điện phân - Điện dung lớp kép, coi tụ điện Cd - Tổng trở trình Faraday Zr - Điện trở chưa bù RΩ, điện trở dung dịch điện cực so sánh điện cực nghiên cứu Tổng trở Faraday Zr thường phân thành hai cách tương đương: 228 - Phân thành điện trở RS mắc nối tiếp với giả điện dung CS (hình 10.11a.) - Phân thành điện trở chuyển điện tích Rct tổng trở khuếch tán (tổng trở Warbug) Nếu phản ứng chuyển điện tích dễ dàng Rct→0 Zw khống chế Cịn phản ứng chuyển điện tích khó khăn Rct→∞ Rct khống chế Sơ đồ thứ hai gọi mạch Randles (hình 10.11b) Trong trường hợp Zi gọi tổng trở Randles thường ký hiệu ZR Hình 10.12 Sơ đồ mạch tổng trở Faraday (a) Randled (b) Đồ thị đường cong tổng trở biểu diễn dạng Nyquist dạng Bode hình 10.12 Hình 10.12 Đồ thị tổng trở dạng Nyquist Bode Từ đồ thị ta thu thông số sau: 229 Một số dạng đồ thị Nyquist: a) Dạng phản ứng Faradaic đơn giản: b) Dạng phản ứng Faradaic kèm theo trình hấp phụ: 10.6 Phương pháp điện hóa nghiên cứu ăn mịn kim loại Đối với q trình ăn mịn điện hóa kim loại phản ứng ăn mịn nghiên cứu phương pháp điện hoá, tốc độ ăn mòn tương đương với mật độ dòng điện Vì tốc độ ăn mịn đại lượng khác đặc trưng cho thay đổi liên quan đến bề mặt điện cực xác định phương pháp nghiên cứu điện hóa 230 Các phương pháp điện hóa nghiên cứu ăn mòn kim loại gồm: - Phương pháp đo đường cong phân cực dòng - - Phương pháp đo thay đổi theo thời gian - Phương pháp phổ tổng trở điện hóa (Electrochemical Impedance Spectroscopy: EIS) - Phương pháp Electrochemical Noise Trong phần chúng tơi trình bày phương pháp đo đường cong phân cực dịng - để nghiên cứu q trình ăn mịn điện hóa kim loại Thiết bị nghiên cứu ăn mịn điện hóa kim loại trình bày hình 10.13 Hình 10.14 Sơ đồ thiết bị nghiên cứu ăn mịn điện hóa kim loại 10.6.1 Cơ sở phương pháp xây dựng đường cong phân cực dòng - Trạng thái tự nhiên hệ ăn mịn khơng có dịng điện Để đo tốc độ ăn mịn thường phải đưa hệ khỏi trạng thái tự nhiên (tức phân cực) Rồi sau ngoại suy trở trạng thái khơng có dịng điện để xác định dịng ăn mịn Có thể phân cực catot, phân cực anot phân cực hai so với nghỉ ER hay gọi mạch hở (EOC) chương trình đo Potentiodynamic để xây dựng đường cong phân cực dòng – Mối liên hệ dòng biểu thị hệ thức I = F (U) Khi quét khoảng từ U1 đến U2người ta xác định dòng tương ứng thể q trình điện hố xảy bề mặt điện cực 231 10 j (mA/cm^2) -2 -4 -6 -8 -0.9 -0.85 -0.8 -0.75 -0.7 -0.65 U(V) -0.6 -0.55 -0.5 -0.45 -0.4 Hình 10.15 Dạng đường cong phân cực dịng-thế 10.6.2 Phương pháp ngoại suy Tafel xác định dòng, ăn mịn Từ đồ thị đường cong phân cực dịng-thế sử dụng phương pháp phân tích Tafel để xác định dòng ăn mòn cách chọn nhánh đoạn thẳng có độ dài từ 50mV đến 100mV (nhánh anot, nhánh catot) Mỗi đường thẳng đánh dấu hai điểm, sau tiến hành vẽ đường thẳng qua hai điểm cắt điểm Chiếu điểm lên trục lgI, xác định dịng ăn mịn Hình 10.16.Dạng đường cong Tafel xác định dòng ăn mòn 10.6.3 Phương pháp điện trở phân cực Việc xác định điện trở phân cực Rp hệ ăn mòn xác định độ dốc đường cong phân cực điện ổn định (trạng thái khơng có dịng điện) Để xác định điện trở phân cực, phải đo đoạn đường cong phân cực từ -10 mV đến +10 mV so với EOC lấy tgα điện ăn mịn 232 tgα = Ta có: Theo định luật Ohm: Rp = I U U  Rp = I tgα Độ dốc đường cong phân cực cao điện trở phân cực nhỏ hay tốc độ ăn mịn lớn ngược lại Hình 10.17.Dạng đường cong điện trở phân cực xác định dòng ăn mịn Q trình xác định điện trở phân cực Rp, mật độ dòng ăn mòn icorr , điện ăn mòn Ecorrđược thực tự động nhờ chương trình xử lí máy vi tính Câu hỏi Hãy trình bày sở phương pháp đo đường cong phân cực dòng – Hãy cho biết sở lý thuyết phương pháp đo cyclic voltammetry ý nghĩa nghiên cứu động học phản ứng điện hóa Trình bày phương pháp tổng trở điện hóa ý nghĩa phương pháp tổng trở nghiên cứu điện hóa Trình bày phương pháp ngoại suy Tafel xác định dòng ăn mịn kim loại Trình bày phương pháp điện trở phân cực xác định dòng ăn mòn ăn mũn kim loi 233 Tài liệu tham khảo Phan Lơng Cầm (1985) Ăn mòn Bảo vệ kim loại Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội- Trờng Đại học Kỹ thuật Delft Hà Lan, Hà Nội Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải (1987) Bài tập Hoá lí Nhà xuất Giáo dục - Hà Nội Trần Hiệp Hải (2002) Phản ứng điện hoá ứng dụng Nhà xuất Giáo dục - Hà Nội Trần Hiệp HảI, Trần Kim Thanh (1983) Giáo trình Hoá lí T3 Nhà xuất Giáo dục Nguyễn Đức Hùng (2000) Kỹ thuật mạ Nhà xuất Thanh niên - Hà Nội Nguyễn Khơng (1999) Điện hóa học Nhà xuất KH&KT Hà Nội Trơng Ngọc Liên (2000) Điện hóa lý thuyết Nhà xuất KH&KT - Hà Nội Nguyễn Hữu Phú (2003) Hoá lý Hoá keo Nhà xuất KH&KT - Hà Nội Trịnh Xuân Sén (2005) Điện hoá lý thuyết Nhà xuất KH&KT - Hà Nội 10 Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải, Nguyễn Thị Thu (2003) Bài tập Hoá lý sở, Nhà xuất KH&KT - Hà Nội 11 Nguyễn Văn Tuế (1999) Hoá lý T4 Nhà xuất Giáo dục - Hà Nội 12 Nguyễn Văn T (2002) ăn mòn Bảo vệ vật liệu Nhà xuất KH&KT - Hµ Néi 13 L.I Antropov (1977) Theoretical Electrochemistry Mir Publishers, Moscow 14 Peter Atkins, Julio de Paula (2006) Physical Chemistry - Eight Edition W.H Freeman and Company, New York 234 15 André Durupthy (2006) Hóa học (Năm thứ hai MPSI PTSI Đào Quý Chiêu dịch), NXBGD - Hà Nội 16 R.Gaboriaud (1996) Physico - Chimie des Solutions, Masson, Paris 17 Carl H Hamann, Andrew Hamnett, Wolf Vielstich (2005) Electrochemistry New York - Toronto 18 J Volke- F Liska (1994) Electrochemistry in Organic Synthesis Springer- Verlag 19 C.A.C Sequeira (1994) Environmental Oriented Electrochemistry Elsevier, Amsterdam - London - New york Tokyo 20 Denny A Jones (1996) Principle and prevention of corrosion Prentice Hall - USA 21 Demetrios Kyriacou (1994) Modern Electroorganic chemistry Springer- Verlag, Berlin NewYork - London 22 David K Gosser, Jr (1993) Cyclic Voltammetry The City College of New York 23 Robert Cottis (2000) Electrochemical Impedance and Noise NACE 24 Donald T Sawyer (1995) Electrochemistry for Chemists Willey InterScience Publication 235 Giáo trình ĐIỆN HĨA HỌC Lê Tự Hải NHÀ XUẤT BẢN ĐÀ NẴNG Lô 103 – Đường 30 Tháng – P Hòa Cường Bắc – TP Đà Nẵng ĐT: 0236 3797814 - 3797823 Fax: 0236 3797875 www.nxbdanang.vn Chịu trách nhiệm xuất bản: Phụ trách Nhà xuất – Tổng biên tập: NGUYỄN KIM HUY Biên tập: NGUYỄN THÙY AN Liên kết xuất bản: TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Địa chỉ: 459 Tôn Đức Thắng - Quận Liên Chiểu - Thành phố Đà Nẵng In 500 khổ 16 x 24 cm In Công ty TNHH In ấn - QC&TM Thành Tín Địa chỉ: 12 Nguyễn Phi Khanh, Phường Thạc Gián, Quận Thanh Khê, TP Đà Nẵng Giấy ĐKXB 278 -2020/CXBIPH/02-06 /ĐaN cấp ngày 11/02/2020 Giấy QĐXB số: 70/QĐ-NXBĐaN Nhà xuất Đà Nẵng cấp ngày 11/ 02/2020 Mã ISBN: 978-604-84-4775-5 In xong nộp lưu chiếu tháng 03/2020 236