电化学腐蚀动力学PPT学习教案

1、会计学1电化学腐蚀动力学电化学腐蚀动力学第1页/共24页(2)阴极过程 在阴极区吸收电子发生还原反应的过程，主要有： 析氢反应 吸氧反应 高价离子还原 氧化性酸还原 有机物的还原222HeHOHeOHO44222OHeHO2224423FeeFeOHNOeHNO22322OHRHeHRO2244第2页/共24页第3页/共24页第4页/共24页 当电极上有净电流通过时，电极电位显著地偏离了未通净电流的起始电位值，这种现象叫极化。举例ArKVCuZn参比电极高阻电压表 3%NaCl极化作用使电池两电极之间电位差减小、电流密度降低，从而减缓了腐蚀速率。极化是决定腐蚀速率的主要因素第5页/共24页*阳

2、极极化和阴极极化的极化程度和方向都不相同。*混合电位（腐蚀电位）(思考题？)外电流为阳极极化电流时，其电极电位向正正的方向移动，称为阳极极化阳极极化外电流为阴极极化电流时，其电极电位向负负的方向移动，称为阴极极化阴极极化阴极极化阳极极化kakakaak通路前 通路后 tk 阴极开路电位，伏a 阳极开路电位，伏第6页/共24页过电位为了表示电位偏离平衡电位的程度，把某一极化电流密度下，极化电位与平衡电位之差的绝对值称为该电极反应的过电位，。阳极极化时， ae阴极极化时， ke 过电位总为正值，与极化电流的大小密切相关第7页/共24页+-DD-二、极化现象的原因阳极极化原因1 电化学极化或活化极化

3、2 浓差极化3 电阻极化(钝化)第8页/共24页第9页/共24页阳极浓差极化（扩散步骤） 阳极溶解产生的金属离子，首先进入阳极表面附近的液层中，使之与溶液深处产生浓度差。由于阳极表面金属离子扩散速度制约，阳极附近金属离子浓度逐渐升高，相当于电极插入高浓度金属离子的溶液中，导致电势变正，产生阳极极化。第10页/共24页阳极电阻极化 当金属表面有氧化膜，或在腐蚀过程中形成膜时，膜的电阻率远高于基体金属，则阳极电流通过此膜时，使电势显著变正，由此引起极化。*通常只在阳极极化中发生第11页/共24页2 阴极浓差极化*为什么阴极浓差极化比阳极浓差极化更加显著?（问题）第12页/共24页二、极化现象的本质

4、电子迁移的速度大于电极反应及相关步骤完成的速度在阳极上，电子迅速转移，致使金属离子过剩从而在阳极上积累，导致阳极电位正移。在阴极上，电子迅速流入，来不及与溶液中的氧化剂反应而消耗，致使阴极上电子过剩，导致其电极电位负移。*极化减小了腐蚀电流，对减缓电化学腐蚀有益。而对于原电池则希望尽可能减小极化。第13页/共24页极化曲线极化曲线是表示电极电位与电流之间的关系，可分为阳极极化曲线和阴极极化曲线极化曲线的测定方法分为暂态法和稳态法暂态法暂态法极化曲线的形状与时间和测试频率有关。稳态法稳态法是指测量时每一个给定的电位对应的响应信号（电流）完全达到稳定不变的状态。控制方式分为恒电流法和恒电位法（*最

5、为常用的方法是恒电位法）第14页/共24页3.3 腐蚀极化图及其应用（Evans图）腐蚀极化图是一种电流-电位图，在腐蚀极化图中，忽略电压随电流变化的细节，将极化曲线画成直线，称为伊文斯（Evans）图E0c和E0a分别表示阴极反应和阳极反应的起始电位S点为混合电位，即自腐蚀电位Ecor腐蚀电位对应的电流密度为腐蚀电流密度Icor第15页/共24页腐蚀极化图的应用腐蚀极化图是研究电化学腐蚀的重要工具。例1，在阳极极化率较小，阴极反应相同的情况下，金属平衡电位金属平衡电位越负，腐蚀电流越大。第16页/共24页腐蚀极化图的应用例2，极化阻力越小，腐蚀电流越大第17页/共24页*阻力大的步骤最慢反应

6、速度控制步骤（a）阴极控制 (b)阳极控制 (c)混合控制 (d) 欧姆控制电极的极化率由极化曲线的斜率决定，斜率越大极化越大，腐蚀速度越慢。腐蚀控制因素第18页/共24页第19页/共24页和锌片未接通时的电位分别为+0.05V和0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。已知电路的欧姆电阻为200。（1)原电池工作后阳极和阴极的电位差Ec Ea = ？(2)阳极极化值Ea与阴极极化值Ec的绝对值之和Ea + Ec 等于多少?(3)如果阳极和阴极都不极化，电流表指示应为多少？(4)如果使用零电阻电流表，且溶液电阻可以忽略不计，那么电流达到稳态后，阳极与阴极的电位差Ec Ea、阳极极化值与阴极极化值的绝对值之和Ea + Ec 等于多少？电流表的指示又为多少？第20页/共24页Evan阳极极化曲线阳极极化曲线阴极极化曲线阴极极化曲线欧姆电阻产生的欧姆电阻产生的电压降电压降IcorREaEcIcor(Icor)max第21页/共24页0a = -0.4V，E0c = 0.8