而静止电位高于混合Vc的金属相是阴极相。借鉴二元原电池的腐蚀系统极化图的概念，在考虑到多电极腐蚀电池的特点，就可以做出多电极系统的极化曲线图。以腐蚀极化曲线图的形式将所有的阳极极化曲线和阴极极化曲线进行加合和比较，就可以把任何数量电极的短路的（完全极化的）多电极腐蚀电池体系中每一个电极的极性及通过的电流的大小用图解的方法计算出来。这种图解的方法，是以下列两个原则为出发点：（1）、短路的多电极系统中各个电极的电位都近似于该系统的混合电位：（2）、当多电极系统处于稳定状态时，系统中的总的阳极电流的绝对值等于总的阴极电流的绝对值。短路的多电极腐蚀电流的情况最具有实际意义，因为大多数腐蚀系统都是短路的腐蚀系统。这一图解方法可以按下列方法完成。按照每个电极的面积值把其单独存在时测得的电流密度一电位曲线重作在电流强度一电极电位的总图上。在图1中示意地给出了五电极系统的这种图解。这里WI、V2、V3、V4、Vs为没有电流通过时，系统中各个电极在腐蚀条件下的稳定电位（对应于电极1、2、3、4、5），阳极极化曲线（1A～sAs）用实线表示，而阴极极化曲线（iKsKs）则用虚线表示。这一图解可以表示出系统每一个电极的电流值与系统所建立的总电位的关系，多电极系统的这一总电位（c）将等于这样的电位；在该电位下，系统所有的阴极电流总合的绝对值等于系统的所有阳极电流的总合；也就是说它决定于所有阳极反应的加合的电流一电位曲线与类似的所有阳极反应的加合曲线的交点S，阳极的加合曲线（gust）和阴极的加合曲线（mnsr）是这样得到的，即在1和业s之间的每一电位下把所有阳极反应的电流简单的相加起来，同时也在同一的电位区间内对应的把所有的阳极反应的电流值简单地加合起来。阴极或阳极极化曲线和与横坐标轴相平行的直线VcS的交点的横坐标值就给出了这一系统中的每一个电极上的电流值和电流方向。在这一例子中，电极4和电极5与它们的阴极极化曲线与直线ycS相交，因此这些电极将起阴极作用，此时电极4和电极5上所流过的阴极电流的绝对值将对应正比于线段ac和af。对于电极1、2、和3来说，它们的阳极极化曲线与直线VcS相交，因此电极1、2、3在该系统中将起阳极作用，而在这些电极上的阳极电流值将对应地正比于线段ae、ad和ab。从这一图解我们可以看到，电位最正地电极的阳极极化
而静止电位高于混合 ψC 的金属相是阴极相。 借鉴二元原电池的腐蚀系统极化图的概念，在考虑到多电极腐蚀电池的特 点，就可以做出多电极系统的极化曲线图。以腐蚀极化曲线图的形式将所有的阳 极极化曲线和阴极极化曲线进行加合和比较，就可以把任何数量电极的短路的 （完全极化的）多电极腐蚀电池体系中每一个电极的极性及通过的电流的大小用 图解的方法计算出来。这种图解的方法，是以下列两个原则为出发点： （1）、短路的多电极系统中各个电极的电位都近似于该系统的混合电位； （2）、当多电极系统处于稳定状态时，系统中的总的阳极电流的绝对值等于总 的阴极电流的绝对值。 短路的多电极腐蚀电流的情况最具有实际意义，因为大多数腐蚀系统都是 短路的腐蚀系统。 这一图解方法可以按下列方法完成。按照每个电极的面积值把其单独存在 时测得的电流密度——电位曲线重作在电流强度——电极电位的总图上。在图 1 中示意地给出了五电极系统的这种图解。这里 ψ1、ψ2、ψ3、ψ4 、ψ5为没有电流 通过时，系统中各个电极在腐蚀条件下的稳定电位（对应于电极 1、2、3、4、5）， 阳极极化曲线（ψ1A1～ψ5A5）用实线表示，而阴极极化曲线（ψ1K1～ψ5K5）则用 虚线表示。这一图解可以表示出系统每一个电极的电流值与系统所建立的总电位 的关系，多电极系统的这一总电位（ψC）将等于这样的电位；在该电位下，系统 所有的阴极电流总合的绝对值等于系统的所有阳极电流的总合；也就是说它决定 于所有阳极反应的加合的电流——电位曲线与类似的所有阳极反应的加合曲线 的交点 S，阳极的加合曲线（gust）和阴极的加合曲线（mnsr）是这样得到的， 即在 ψ1 和 ψs 之间的每一电位下把所有阳极反应的电流简单的相加起来，同时也 在同一的电位区间内对应的把所有的阳极反应的电流值简单地加合起来。 阴极或阳极极化曲线和与横坐标轴相平行的直线 ψCS 的交点的横坐标值就 给出了这一系统中的每一个电极上的电流值和电流方向。在这一例子中，电极 4 和电极 5 与它们的阴极极化曲线与直线 ψCS 相交，因此这些电极将起阴极作用， 此时电极 4 和电极 5 上所流过的阴极电流的绝对值将对应正比于线段 ac 和 af。 对于电极 1、2、和 3 来说，它们的阳极极化曲线与直线 ψCS 相交，因此电 极 1、2、3 在该系统中将起阳极作用，而在这些电极上的阳极电流值将对应地正 比于线段 ae、ad 和 ab。从这一图解我们可以看到，电位最正地电极的阳极极化
曲线和电位最负的电极的阴极极化曲线在该作图过程中是多余的。因为它们不可能在Vc和s的电位区间与其他的阳极极化曲线和阴极极化曲线相加。KK?K3Pi92KsPSbPc中9AiAsIcL图1根据实测的极化曲线和图解法解决多电极系统问题示意图阳极极化曲线-----实线阴极极化曲线----.--虚线对于具有中间电位值的电极来说，实质上也仅需要一条阳极极化曲线，或是一条阴极极化曲线，但是在作出总图以前，还不可能预言多电极电池系统中该电极的阴极极化曲线参与加合，因此在一般情况下必须同时作出阴极极化曲线和阳极极化曲线。参考图1，使我们可以得出结论。电极中某一电极的极化率越小（或该电极的面积比越大），也即极化曲线的行经越平坦，则该电极对其它电极的极性的影响也越大，举例说，增加最有效的阴极的面积将使中间的阴极转化为阳极。相反，减少强阳极的极化率（增加它的面积）或强阳极的电位较负（当极化率相同时）将促使中间的阳极转化为阴极状态。另一方面，若在相同的面积情况下，加入能强烈降低最有效的阴极的极化率，将使中间电位的电极转变为阳极。从上述理论分析来看，用图解法确定多电极腐蚀电池中流过各电极的电流
曲线和电位最负的电极的阴极极化曲线在该作图过程中是多余的。因为它们不可 能在 ψC 和 ψs 的电位区间与其他的阳极极化曲线和阴极极化曲线相加。 图 1 根据实测的极化曲线和图解法解决多电极系统问题示意图 阳极极化曲线-实线 阴极极化曲线-虚线 对于具有中间电位值的电极来说，实质上也仅需要一条阳极极化曲线，或是 一条阴极极化曲线，但是在作出总图以前，还不可能预言多电极电池系统中该电 极的阴极极化曲线参与加合，因此在一般情况下必须同时作出阴极极化曲线和阳 极极化曲线。 参考图 1，使我们可以得出结论。电极中某一电极的极化率越小（或该电极 的面积比越大），也即极化曲线的行经越平坦，则该电极对其它电极的极性的影 响也越大，举例说，增加最有效的阴极的面积将使中间的阴极转化为阳极。相反， 减少强阳极的极化率（增加它的面积）或强阳极的电位较负（当极化率相同时） 将促使中间的阳极转化为阴极状态。另一方面，若在相同的面积情况下，加入能 强烈降低最有效的阴极的极化率，将使中间电位的电极转变为阳极。 从上述理论分析来看，用图解法确定多电极腐蚀电池中流过各电极的电流
各电极的极性及腐蚀电池的总电位使很复杂的，但我们可设计一个实验来达到上述目的，只需要知道合金中各金属相及各相的相对比例，然后制备与各金属相同和相同物理化学性质的单电极，按相同的比例让它们处于同一介质中。将它们短路并在各电路中串入电流表（实验示意图如图2所示）根据流过电流表电流的大小和方向就可知道各电极的极性及在腐蚀电池中所起的作用和作用的大小，由数字电压表可测得腐蚀电池得总电位，本实验就是根据上述推理而设计得，以铝、铜、铁、铅四种金属作为研究电极，以确定这四种金属组成的合金处于海水介质中时各金属的极性和腐蚀电流的大小，并通过改变铜的面积来观察该体系腐蚀电流的变化，在各极的分布以及中间电位电极极性的转变，从而验证多电极系统腐蚀电池理论。然而，由于电流表具有内阻，因此Vc的实验结果与真实多电极腐蚀电池的情况在数值上仍有差别，但两者的倾向性结论是一致的。三、仪器药品与实验装置：3%NaCl溶液（1000ml）：微安表（4只）：数字万用表（1只）、洗耳球（1只）、玻璃槽1000ml（1只）、试样固定装置（1个）饱和甘汞电极（1支）、紫铜电极大小面积各1个，碳钢电极，铝片（铝电极），铅片（各1个），无水乙醇、滤纸、游标卡尺、脱脂棉球。一AI图3多电极系统腐蚀电池测定示意图
各电极的极性及腐蚀电池的总电位使很复杂的，但我们可设计一个实验来达到上 述目的，只需要知道合金中各金属相及各相的相对比例，然后制备与各金属相同 和相同物理化学性质的单电极，按相同的比例让它们处于同一介质中。将它们短 路并在各电路中串入电流表（实验示意图如图 2 所示）根据流过电流表电流的大 小和方向就可知道各电极的极性及在腐蚀电池中所起的作用和作用的大小，由数 字电压表可测得腐蚀电池得总电位，本实验就是根据上述推理而设计得，以铝、 铜、铁、铅四种金属作为研究电极，以确定这四种金属组成的合金处于海水介质 中时各金属的极性和腐蚀电流的大小，并通过改变铜的面积来观察该体系腐蚀电 流的变化，在各极的分布以及中间电位电极极性的转变，从而验证多电极系统腐 蚀电池理论。 然而，由于电流表具有内阻，因此 ψC 的实验结果与真实多电极腐蚀电池的 情况在数值上仍有差别，但两者的倾向性结论是一致的。 三、仪器药品与实验装置： 3%NaCl 溶液（1000ml）；微安表（4 只）；数字万用表（1 只）、洗耳球（1 只）、玻璃槽 1000ml（1 只）、试样固定装置（1 个）饱和甘汞电极（1 支）、紫铜 电极大小面积各 1 个，碳钢电极，铝片（铝电极），铅片（各 1 个），无水乙醇、 滤纸、游标卡尺、脱脂棉球。 。 图 3 多电极系统腐蚀电池测定示意图
四、实验步骤：1、电极准备。各电极用刚玉砂布在玻璃板上由粗至细打磨至180目止（注意打磨时金属残屑不能混合，为什么？Pb片较软，可用毛刷刷；AI硬度大，难以打磨，可浸于稀NaOH溶液或水中浸泡2分钟，打磨后片用浸过无水乙醇的脱脂棉球擦去试样表面的油脂油污，再用滤纸吸干，待用。2、将3%NaCI水溶液充入玻璃电解池中，将Pb、小Cu、Fe、Al各电极插入有机玻璃板四周孔内，饱和甘汞电极插入中心孔内，并固定好各电极，电极浸入溶液5-10分钟后可开始测试。3、先用游标卡尺分别测量Pb、Cu、Fe、Al电极浸入液体部位的面积，再测量各电极的自腐蚀电位，方法是用万用表分别连接各电极与饱和甘汞电极，读取电位值。4、按图3接线，测量各电极短路电流。先将连接在Pb、小Cu、Fe、Al的回路中的电流表量程开关分别旋至750uAu档、150uA档、150uA档和1000uA档。将经过电流表的四根电线绞接在一起，构成四电极腐蚀电池系统，此时若发现微安表光点反向偏置时，立即将电流表“+”，“一”接线调换，分别在短路后1分钟，3分钟，5分钟，10分钟读取各支路中电流值（并标明电流的方向或电极极性），并于10分钟末再分别测量各电极的电极电位。最后将四根电线断开。5、测量各电极直接短路时的混合电位（V）。拆开电流表，各电极引出线（不经过电流表）绞接在一起，用万用表测量各电极直接短路时系统的混合电位6、将小铜电极更换为大面积铜，按步骤1重新处理各电极，并按上述步骤2~5重复实验。五、实验数据记录：将各次实验数据记录在下表1中，指出各电极在腐蚀电池系统中的极性，说明改变铜电极的面积对各电极极性的影响。表1实验数据记录介质：室温：参比电极：
四、实验步骤： 1、电极准备。各电极用刚玉砂布在玻璃板上由粗至细打磨至 180 目止（注 意打磨时金属残屑不能混合，为什么？Pb 片较软，可用毛刷刷；Al 硬度大，难 以打磨，可浸于稀 NaOH 溶液或水中浸泡 2 分钟，打磨后片用浸过无水乙醇的脱 脂棉球擦去试样表面的油脂油污，再用滤纸吸干，待用。 2、将 3%NaCl 水溶液充入玻璃电解池中，将 Pb、小 Cu、Fe、Al 各电极插 入有机玻璃板四周孔内，饱和甘汞电极插入中心孔内，并固定好各电极，电极浸 入溶液 5-10 分钟后可开始测试。 3、先用游标卡尺分别测量 Pb、Cu、Fe、Al 电极浸入液体部位的面积，再 测量各电极的自腐蚀电位，方法是用万用表分别连接各电极与饱和甘汞电极，读 取电位值。 4、按图 3 接线，测量各电极短路电流。先将连接在 Pb、小 Cu、Fe、Al 的回路中的电流表量程开关分别旋至 750μAμ 档、150μA 档、150uA 档和 1000uA 档。将经过电流表的四根电线绞接在一起，构成四电极腐蚀电池系统，此时若发 现微安表光点反向偏置时，立即将电流表“+”，“—”接线调换，分别在短路后 1 分钟，3 分钟，5 分钟，10 分钟读取各支路中电流值（并标明电流的方向或电 极极性），并于 10 分钟末再分别测量各电极的电极电位。最后将四根电线断开。 5、测量各电极直接短路时的混合电位（V）。拆开电流表，各电极引出线（不 经过电流表）绞接在一起，用万用表测量各电极直接短路时系统的混合电位。 6、将小铜电极更换为大面积铜，按步骤 1 重新处理各电极，并按上述步骤 2～5 重复实验。 五、实验数据记录： 将各次实验数据记录在下表 1 中，指出各电极在腐蚀电池系统中的极性， 说明改变铜电极的面积对各电极极性的影响。 表 1 实验数据记录 室温： 介质： 参比电极：
材料面积（cm）短路前各电极的电位（v）时间（分）短路后各支路中的电流电流（μA)短路后达到稳定时各电极的电位（V)电池系统中各电极的极性各电极直接短路时的混合电位(V)六、思考与讨论1、在本实验中若不将电流表短接，则各电极短路后测得得各电极电位值不同，为什么？这与多电极系统腐蚀电池的理论是否矛盾？若将各电极直接短路能否同时测出完全极化时的混合电位及流过各电极的电流值？2、由串入各支路的电流表测得的电流是外电流还是多电极腐蚀电池的内电流？针对各电极而言又是什么电流？3、能不能在根据各电极单独存在时的稳定电位来判断多电极系统腐蚀电池中各电池的极性，混合电位和支路电流？（执笔人：朱承飞、陈步荣）（审核人：丁毅、崔升）
材 料 面 积（cm 2） 短路前各电极的电位（v） 短路后各支 路中的电流 时间（分） 电流（µA） 短路后达到稳定时各电极的 电位（V） 电池系统中各电极的极性 各电极直接短路时的混合电 位（V） 六、思考与讨论 1、在本实验中若不将电流表短接，则各电极短路后测得得各电极电位值不 同，为什么？这与多电极系统腐蚀电池的理论是否矛盾？若将各电极直接短路， 能否同时测出完全极化时的混合电位及流过各电极的电流值？ 2、由串入各支路的电流表测得的电流是外电流还是多电极腐蚀电池的内电 流？针对各电极而言又是什么电流？ 3、能不能在根据各电极单独存在时的稳定电位来判断多电极系统腐蚀电池 中各电池的极性，混合电位和支路电流？ （执笔人：朱承飞、陈步荣） （审核人：丁毅、崔升）