腐蚀可能性
本章将介绍开路电位 (OCP) 和腐蚀电位。参比电极的原理以及标准氢电极 (SHE) 的常规 0 V 电位都将得到解释。
电化学势可以测量。从技术上讲,只能测量两点之间的电位差。如果将两种金属浸入电解质(导电溶液)中,连接到这两种金属上的电压表就会显示它们的电位差。
例如,如果用电缆将两种金属连接起来,电子就会从电位较低的金属流向电位较高的金属。这样,两种金属之间的电位差就会变小。导致电化学势和电子流的过程之间将形成另一种动态平衡,从而根据电流大小产生新的电势差。电流越大,电位差越小。
开路电位
因此,开路电位(OCP)或开路电压(OCV)通常尤为重要。它是没有电流流动的电位,因为电路是开路的。在同一溶液中的两种金属之间,OCP 是在不从外部施加电势的情况下可能存在的最高电势差。测量 OCP 也是非侵入性的,因为没有电流流动。
在大多数应用中,OCP 和其他电位都是相对于参比电极测量的。由于电位是相加的,因此可以很容易地计算出相对于其他参比电极的电位。虽然没有绝对电位,但电化学专家一致认为标准氢电极 (SHE) 的标准电位按惯例为 0 V。这样就很容易识别贵金属。
所有对 SHE 具有正标准电位的金属都是贵金属。它们耐酸腐蚀,因为酸的质子需要还原成氢才能发生腐蚀,而金属的电位需要比质子还原的电位更低(更阴极)。
OCP 与腐蚀潜能值
OCP 与腐蚀电位相同吗?是的,尽管定义听起来略有不同:腐蚀电位是样品在没有外加电流时的电位。电流仍然可以使样品发生两种反应,一种是氧化反应,一种是还原反应。例如,与酸溶液接触的钢样会发生氧化反应(取决于钢的成分),质子会在表面发生还原反应。如果连接电压表和参比电极,测得的 OCP 就是钢-质子反应的腐蚀电位。
观察 OCP 或腐蚀电位还可以监控腐蚀过程。腐蚀电位高是好事。系统宁愿吸收电子也不愿失去电子,因此更有可能发生还原。如果腐蚀电位下降,则意味着样品正在氧化,负电荷正在其中积累。