物理化學(xué)中極化曲線的測(cè)定實(shí)驗(yàn)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(cè)定實(shí)驗(yàn)改革

林 麗

（重慶能源職業(yè)學(xué)院，重慶 402260）

極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)是物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中比較重要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，其目的在于幫助學(xué)生更好地掌握穩(wěn)態(tài)恒電位法測(cè)定金屬極化曲線的基本原理和測(cè)試方法，以及了解極化曲線的意義和應(yīng)用，但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于種種因素，該實(shí)驗(yàn)的效果并不顯著?；诖耍ㄟ^(guò)對(duì)極化曲線實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容的分析，指出了極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)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(jìn)而促進(jìn)極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率與質(zhì)量的提高。

極化曲線；測(cè)定實(shí)驗(yàn)；改革方案；創(chuàng)新研究

1 極化曲線實(shí)驗(yàn)相關(guān)內(nèi)容分析

1.1 極化曲線實(shí)驗(yàn)的概念

極化曲線實(shí)驗(yàn)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(cè)定實(shí)驗(yàn)，其主要通過(guò)人為控制外加電流來(lái)打破研究電極的平衡態(tài)來(lái)達(dá)到獲取電流響應(yīng)的目的。同時(shí)，極化曲線包括陰極極化曲線和陽(yáng)極極化曲線兩種。

1.2 極化曲線實(shí)驗(yàn)的原理

在研究可逆電池電動(dòng)勢(shì)和電池反應(yīng)時(shí)，可發(fā)現(xiàn)電極上幾乎沒(méi)有電流通過(guò)，且每個(gè)電極反應(yīng)都處于一個(gè)接近平衡的狀態(tài)，因此可以說(shuō)電極反應(yīng)是可逆的。但是當(dāng)電流通過(guò)電池時(shí)，電極的平衡狀態(tài)會(huì)被破壞，且電極電勢(shì)會(huì)偏離平衡值，這時(shí)可以繪制一個(gè)曲線來(lái)描述電流密度與電極電勢(shì)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(diǎn)為臨界鈍化點(diǎn)，B-C為過(guò)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(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備

極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備主要包括恒電位儀一臺(tái)，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(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟

極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)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(yáng)極極化、數(shù)據(jù)報(bào)告等七步驟，具體操作這里便不一一講述。

2 極化曲線實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 實(shí)現(xiàn)理論實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，補(bǔ)充拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

圖2 三室電解槽

眾所周知，如果不通過(guò)實(shí)驗(yàn)而只對(duì)理論知識(shí)進(jìn)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(duì)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(xì)的講解，但是由于缺乏相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生并不能對(duì)其有一個(gè)直觀透徹的認(rèn)識(shí)，這就導(dǎo)致在運(yùn)用飽和甘泵電極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生往往無(wú)處下手。而針對(duì)此問(wèn)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(xiàng)進(jìn)行細(xì)致合理的講解，尤其是應(yīng)將其穿插到實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，一方面使實(shí)驗(yàn)課更加具體生動(dòng)，另一方面也可以幫助學(xué)生更好的進(jìn)行極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)。此外，在測(cè)定極化曲線時(shí)，教師可以將教學(xué)內(nèi)容擴(kuò)充到對(duì)其他金屬極化曲線的測(cè)定，進(jìn)而便可以讓學(xué)生理解不同pH值下的極化曲線特點(diǎn)。

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

隨著時(shí)代的進(jìn)步，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才已經(jīng)成為了高等教育的一個(gè)首要任務(wù)?；诖?，在進(jìn)行物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)盡量結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和相關(guān)科研成果來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，在激發(fā)學(xué)生熱情的同時(shí)大幅提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。例如，在進(jìn)行極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以把酸性溶液中金屬鎳的陽(yáng)極溶解過(guò)程拓展到海洋領(lǐng)域，通過(guò)研究海洋中金屬材料腐蝕溶解現(xiàn)象來(lái)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(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的過(guò)程中，針對(duì)極化曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革還有很多問(wèn)題需要探索和實(shí)踐，如怎樣采用比較法來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)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(diǎn)等等，但是，其中探索這些問(wèn)題最首要的前提便是應(yīng)拓寬教學(xué)方法和引進(jìn)先進(jìn)教學(xué)技術(shù)。首先，教師應(yīng)積極運(yùn)用Origin、Excel等軟件來(lái)進(jìn)行輔助實(shí)驗(yàn)，尤其是對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整體；其次，應(yīng)積極學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)教學(xué)理念，構(gòu)建一個(gè)完善的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法體系，進(jìn)而便可以在方法體系中采用最佳的教學(xué)方法來(lái)進(jìn)行教學(xué)；最后，教師應(yīng)努力提高自身業(yè)務(wù)水平，因?yàn)橹挥羞@樣，才能更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行各種物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

時(shí)代在進(jìn)步，社會(huì)在發(fā)展，為了響應(yīng)國(guó)家培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的號(hào)召，廣大高校物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教師更應(yīng)該積極深化包括極化曲線實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的所有物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革，進(jìn)而有效提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，為國(guó)家和社會(huì)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(cè)定實(shí)驗(yàn)改革[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2015.

[2] 陶永元，舒康云.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思想——以”原電池電動(dòng)勢(shì)測(cè)定”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)（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?yàn)槲锢砘瘜W(xué)（計(jì)算化學(xué)方向）。