选4-第4章-第4节-金属的电化学腐蚀与防护

第四章电化学基础,第四节-金属的电化学腐蚀与防护,知识回顾,2、金属腐蚀的本质：,1、金属腐蚀：,是指金属或合金与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。,金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。,3、金属腐蚀的类型,不纯的金属跟电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。,问题思考：化学腐蚀和电化学腐蚀有何异同点？腐蚀速率与什么有关系？,化学腐蚀：,电化学腐蚀：,随堂思考,钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，比在干燥的环境下放置，哪个更易生锈变红，原因是什么？,一、电化学腐蚀类型,析氢腐蚀:在腐蚀过程中不断有H2放出,Fe-2e-Fe2+,2H+2e-H2,Fe+2H+Fe2+H2,负极：正极：,较强的酸性条件,一、电化学腐蚀类型,2Fe-4e-2Fe2+(氧化反应),2H2O+O2+4e-4OH-(还原反应),2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3,Fe2O3xH2O铁锈,吸氧腐蚀:在腐蚀过程中吸收O2,负极：正极：,析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较,水膜呈弱酸性或中性,水膜酸性较强,2Fe-4e-2Fe2+,2H2O+O2+4e-4OH-,2H+2e-H2,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍,化学腐蚀与电化腐蚀的比较,金属跟氧化性物质直接接触,不纯金属或合金跟电解质溶液及氧化剂接触,无电流产生,有微弱的电流产生,金属被氧化的过程,较活泼金属被氧化的过程,两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍,交流与讨论,1.相对于内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。,因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河的水更强，而在电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。,2.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。,是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。,3.炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含有NaCl)，不久便会出现红褐色锈斑。,金属的防护思路,原电池,电解池,负极,正极,原电池的负极也可称为阳极,正极也可称为阴极,二、金属的电化学防护,原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属做负极受到腐蚀。,1牺牲阳极(负极)的阴极(正极)保护法,牺牲阳极的阴极保护法,二、金属的电化学防护,原理：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,2外加电流的阴极保护法,外加电流的阴极保护法,二、金属的电化学防护,2外加电流的阴极保护法,1牺牲阳极的阴极保护法,1在金属表面覆盖保护层,2改变金属内部的组织结构，制成合金,三、金属防腐蚀的其它方法,二、金属的电化学保护,1、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是,(5),(2),(1),(3),(4),课堂练习,金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极,金属腐蚀金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸