外加电源的阴极保护法
外加电源的阴极保护法也叫外加电流法,是防止金属腐蚀的重要方法,常用于保护地下管道、船体和闸门。做法是把被保护的金属与直流电源的负极相连,使其成为电解池的阴极,辅助电极接正极。本互动演示通过对比有无外加电源时铁的变化,说明保护原理。
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实验目的
理解外加电源阴极保护法的原理,并与牺牲阳极法加以区别。
实验原理
被保护金属(如钢铁)接直流电源负极,作电解池的阴极;辅助电极(如石墨)接正极,作阳极。电源不断向被保护金属供给电子,使铁难以失去电子变成 Fe2+,腐蚀因此被抑制。
实验器材
- 铁片(被保护金属)
- 石墨电极(辅助阳极)
- 食盐水
- 直流电源
- 导线
- 烧杯
实验步骤
- 把铁片和石墨电极放入食盐水,先不接电源,观察铁片的变化。
- 将铁片用导线接到直流电源的负极。
- 将石墨电极接到直流电源的正极。
- 接通电源,观察铁片表面的变化。
- 对比两种情况,归纳阴极保护法的特点。
实验现象与结论
不接电源时,铁片会逐渐被腐蚀;接上电源后,铁片作阴极,表面不再失去电子,基本不被腐蚀,而辅助阳极上发生氧化反应。说明让被保护金属作阴极,可以有效防止它被腐蚀。
注意事项
- 电源电压不宜过高
- 电极不要相互接触,以免短路
- 正负极不要接反,否则铁片会加速腐蚀
常见问题
- 外加电流法中,被保护金属为什么要接电源负极?
- 接负极后它成为阴极,由电源提供电子,金属本身就不再失去电子,从而避免被腐蚀。
- 外加电流法与牺牲阳极法有何不同?
- 外加电流法需要直流电源,被保护金属接负极;牺牲阳极法不用电源,而是接上更活泼的金属作负极。
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