物理化學(xué)中極化曲線的測定實驗改革

林 麗

（重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402260）

物理化學(xué)中極化曲線的測定實驗改革

林 麗

（重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402260）

極化曲線測定實驗是物理化學(xué)實驗中比較重要的一項實驗，其目的在于幫助學(xué)生更好地掌握穩(wěn)態(tài)恒電位法測定金屬極化曲線的基本原理和測試方法，以及了解極化曲線的意義和應(yīng)用，但在實際的實驗教學(xué)中，由于種種因素，該實驗的效果并不顯著。基于此，通過對極化曲線實驗具體內(nèi)容的分析，指出了極化曲線測定實驗改革的方法，以希冀給予廣大大學(xué)物理化學(xué)教師一些幫助和建議，進而促進極化曲線測定實驗教學(xué)效率與質(zhì)量的提高。

極化曲線；測定實驗；改革方案；創(chuàng)新研究

1 極化曲線實驗相關(guān)內(nèi)容分析

1.1 極化曲線實驗的概念

極化曲線實驗是物理化學(xué)領(lǐng)域中的一種比較重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定實驗，其主要通過人為控制外加電流來打破研究電極的平衡態(tài)來達到獲取電流響應(yīng)的目的。同時，極化曲線包括陰極極化曲線和陽極極化曲線兩種。

1.2 極化曲線實驗的原理

在研究可逆電池電動勢和電池反應(yīng)時，可發(fā)現(xiàn)電極上幾乎沒有電流通過，且每個電極反應(yīng)都處于一個接近平衡的狀態(tài)，因此可以說電極反應(yīng)是可逆的。但是當(dāng)電流通過電池時，電極的平衡狀態(tài)會被破壞，且電極電勢會偏離平衡值，這時可以繪制一個曲線來描述電流密度與電極電勢之間的關(guān)系，該曲線便為極化曲線，圖1便是一種常見的極化曲線。

圖1 極化曲線

其中，A-B為活性溶解區(qū)，B點為臨界鈍化點，B-C為過渡鈍化區(qū)，C-D為穩(wěn)定鈍化區(qū)，D-E為超鈍化區(qū)。

1.3 極化曲線實驗的儀器設(shè)備

極化曲線測定實驗儀器設(shè)備主要包括恒電位儀一臺，飽和甘泵電極一支，鋼碳電極一支，鉑電極一支和三室電解槽一只（如圖2）。

1.4 極化曲線實驗的實驗步驟

極化曲線測定實驗的實驗步驟主要包括準(zhǔn)備工作、通電、電位選擇、調(diào)節(jié)電位、陰極極化、陽極極化、數(shù)據(jù)報告等七步驟，具體操作這里便不一一講述。

2 極化曲線實驗教學(xué)改革

2.1 實現(xiàn)理論實驗有機結(jié)合，補充拓寬實驗教學(xué)內(nèi)容

圖2 三室電解槽

眾所周知，如果不通過實驗而只對理論知識進行學(xué)習(xí)，是很難做到充分理解的。因此雖然大多數(shù)物理化學(xué)理論教材中都已經(jīng)對電極電位以氫電極和飽和甘泵電極為基準(zhǔn)的規(guī)定有了詳細的講解，但是由于缺乏相應(yīng)的實驗，學(xué)生并不能對其有一個直觀透徹的認識，這就導(dǎo)致在運用飽和甘泵電極進行實驗時，學(xué)生往往無處下手。而針對此問題，物理化學(xué)教師應(yīng)就飽和甘泵參比電極的用途及使用的注意事項進行細致合理的講解，尤其是應(yīng)將其穿插到實驗教學(xué)之中，一方面使實驗課更加具體生動，另一方面也可以幫助學(xué)生更好的進行極化曲線測定實驗。此外，在測定極化曲線時，教師可以將教學(xué)內(nèi)容擴充到對其他金屬極化曲線的測定，進而便可以讓學(xué)生理解不同pH值下的極化曲線特點。

2.2 結(jié)合專業(yè)特點和科研成果，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

隨著時代的進步，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已經(jīng)成為了高等教育的一個首要任務(wù)。基于此，在進行物理化學(xué)實驗教學(xué)時，應(yīng)盡量結(jié)合專業(yè)特點和相關(guān)科研成果來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，在激發(fā)學(xué)生熱情的同時大幅提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。例如，在進行極化曲線測定實驗時，可以把酸性溶液中金屬鎳的陽極溶解過程拓展到海洋領(lǐng)域，通過研究海洋中金屬材料腐蝕溶解現(xiàn)象來解釋造成極化現(xiàn)象的原因。

2.3 拓寬教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)理念

在實驗教學(xué)改革的過程中，針對極化曲線測定實驗教學(xué)的改革還有很多問題需要探索和實踐，如怎樣采用比較法來選擇實驗方法，怎樣引導(dǎo)學(xué)生思考極化曲線快速掃描和慢速掃描的優(yōu)缺點等等，但是，其中探索這些問題最首要的前提便是應(yīng)拓寬教學(xué)方法和引進先進教學(xué)技術(shù)。首先，教師應(yīng)積極運用Origin、Excel等軟件來進行輔助實驗，尤其是對實驗數(shù)據(jù)的整體；其次，應(yīng)積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進教學(xué)理念，構(gòu)建一個完善的實驗教學(xué)方法體系，進而便可以在方法體系中采用最佳的教學(xué)方法來進行教學(xué)；最后，教師應(yīng)努力提高自身業(yè)務(wù)水平，因為只有這樣，才能更好地引導(dǎo)學(xué)生進行各種物理化學(xué)實驗。

3 結(jié)語

時代在進步，社會在發(fā)展，為了響應(yīng)國家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的號召，廣大高校物理化學(xué)實驗教師更應(yīng)該積極深化包括極化曲線實驗在內(nèi)的所有物理化學(xué)實驗的改革，進而有效提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，為國家和社會輸送源源不斷的新活力。

[1] 王麗莎，蘆永紅，姬泓巍，等.物理化學(xué)中極化曲線的測定實驗改革[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2015.

[2] 陶永元，舒康云.物理化學(xué)實驗教學(xué)改革思想——以”原電池電動勢測定”的實驗教學(xué)為例[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，（S2）∶48-50.

Experiment on the Determination of Polarization Curve in Physical Chemistry

Lin Li

Polarization curve measurement experiment is one of the most important experiments in physical chemistry experiment. Its purpose is to help students better grasp the basic principle and test method of measuring the polarization curve of the steady-state potentiostatic method and understand the polarization curve Meaning and application，but in the actual experimental teaching，due to various factors，the effect of the experiment is not significant.Based on the analysis of the specific contents of the polarization curve experiment，this paper points out the method of the experiment of the experiment of polarizing curve measurement，and hopes to give some help and suggestions to the students of chemistry and chemistry in colleges and universities，and then promote the experiment and efficiency of experiment The improvement.

polarization curve；measurement experiment；reform scheme；innovation research

O64-4；G642.423

A

1003-6490（2017）02-0119-02

2017-01-25

林麗（1982—），女，重慶人，講師，主要研究方向為物理化學(xué)（計算化學(xué)方向）。