大工普通化学第四章市公开课获奖课件

1、 4.5 金属电化学腐蚀及其防护 4.5.1 电化学腐蚀 4.5.2 影响金属电化学腐蚀原因 4.5.3 金属腐蚀防护 1第1页第1页 金属腐蚀(metal corrosion)分三类： (1)化学腐蚀(chemistry corrosion ) ：由化 学作用引起金属腐蚀现象。 (2) 生物化学腐蚀(biochemistry corrosion ) ：一些微生物利用金属作为生活介质或以自己生命活动新陈代谢产物使金属受到破坏。 (3) 电化学腐蚀(electrochemistry corrosion )： 由电化学作用引起金属腐蚀现象。2第2页第2页 金属电化学腐蚀是由于金属与一个电解质溶液接

2、触，在金属-电解质界面上发生阳极氧化、阴极还原过程，事实上是形成了一个自发原电池，也称腐蚀电池(rust cell)。 腐蚀电池普通分为：宏电池腐蚀、微电池 腐蚀、差别充气腐蚀。 在腐蚀电池中： 阳极-氧化反应 阴极-还原反应 4.5.1 电化学腐蚀3第3页第3页1.宏电池腐蚀: 两种不同金属接触置于大气中，一段时间后，金属表面就会形成一层水膜。相称于将两种不同金属放在电解质溶液中，形成腐蚀电池称宏电池腐蚀(macro cell corrosion) 。铁铜e-水膜4第4页第4页 宏电池腐蚀中： 阳极反应式：M=Mz+ + Ze 阴极反应式与介质酸碱性相关：介质是中性或碱性时：O2+2H2O+

3、4e- =4OH- 这种腐蚀称吸氧腐蚀介质是酸性时： 2H+ +2 e- = H2 这种腐蚀称析氢腐蚀5第5页第5页 将铁钉中间缠一段铜丝放在含K3Fe(CN)6、酚酞、NaCl溶液中，有何现象发生？阴极反应：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- c (OH-)增大，使酚酞变红。形成了Fe-Cu宏电池 一段时间后铜丝周围溶液变红，铁上有蓝色沉淀。阳极反应式：Fe = Fe2+ +2e-3 Fe2+ + 2Fe(CN)6 3- = Fe3Fe(CN)62 蓝色沉淀6第6页第6页 将铁钉中间缠一段锌丝放在含K3Fe(CN)6、酚酞、NaCl溶液中,有何现象发生？阴极反应式：O2 +2H2O

4、 +4e-=4OH- c (OH-)增大，使酚酞变红。 一段时间后,锌丝上有黄色沉淀,铁钉周围溶液变红。形成了Zn-Fe宏电池阳极反应式：Zn = Zn2+ + 2e- 3 Zn2+2Fe(CN)63- = Zn3Fe(CN)62 黄色沉淀7第7页第7页2.微电池腐蚀： 当含有杂质金属浸入电解质溶液时，金属和金属表面杂质就象两种不同金属浸入电解质溶液一样形成电池称微电池，产生腐蚀称微电池腐蚀(minute cell corrosion)。8第8页第8页 分别将等量Zn粒放入装有稀H2SO4溶液两个试管中，反应后两个试管中产生氢气量基本相同。 这时在一个试管中加入一滴CuSO4溶液，不久就会发觉

5、试管中产生氢气明显增长了。为何？9第9页第9页 两个试管中都有反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2加CuSO4溶液后： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu生成金属Cu附在Zn粒表面上，形成了无数个Zn- Cu微电池，从而加剧了Zn粒腐蚀。阳极( Zn)： Zn = Zn2+ + 2e-阴极(杂质和铜)：2H+ +2 e- = H2 微电池反应：10第10页第10页3.差别充气腐蚀 由于金属表面氧气浓度分布不均匀引起腐蚀称差别充气腐蚀。 一块除锈铁片，中间滴上几滴含有K3Fe(CN)6、酚酞、NaCl溶液，一段时间后，有何现象发生？ 液滴周围变红，液滴中间铁片有蓝色沉淀生成。

6、11第11页第11页 液滴不同部位,溶解氧气浓度不同。氧电极反应式： O2 + 2H2O + 2e - = 4OH-E (O2 /OH-)= E(O2 /OH-) + lg 0.0592V4p(O2)/p c(OH-)/c 4 氧气多部位氧电极电势高，而氧气少部位氧电极电势低。12第12页第12页中间(阳极)电极反应式为： Fe =Fe2+ + 2e- 3 Fe2+2Fe(CN)63- =Fe3Fe(CN)62 蓝色沉淀 边沿(阴极)电极反应式为： O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- c (OH-)增大，使酚酞变红。13第13页第13页 1.金属本性(内因) (1)金属很容易被腐蚀，

7、这是金属比较活泼本性决定。金属电极电势越小越易被腐蚀。因此，电极电势大金属抗腐蚀能力就强。 4.5.2 影响金属电化学腐蚀原因14第14页第14页 (2) 极化作用也可减慢金属腐蚀，这是由于 极化结果使正极(阴极)电极电势减小，负极(阳极)电极电势增大，腐蚀电池电动势减小，腐蚀速率减少。 15第15页第15页(1)酸度：不同金属在不同pH值下腐蚀 速率不同。(2)湿度：普通情况下，湿度越大，金属腐蚀 越快。(3)温度：普通情况下，温度升高，极化现象 降低，腐蚀速率加紧。2.环境原因(外因)16第16页第16页 4.5.3 金属电化学腐蚀防护 1.电化学保护法 2.改变环境法 3.保护层法17第

8、17页第17页 1.电化学保护法(1)阴极保护法： 外加电流保护法 牺牲阳极保护法 (2)阳极保护法：外加电流保护法18第18页第18页轮船牺牲阳极保护法：将一定数量锌合金块(牺牲阳极)分散连接到轮船外壳上19第19页第19页 2.改变环境法 清除介质中有害成份 加缓蚀剂 调整溶液pH值20第20页第20页 两支试管中分别装有相同盐酸 和一枚除锈铁钉，在其中一试管中加入几滴乌洛托品。 然后两支试管中分别加入 K3Fe(CN)6溶液， 现象有何不同？为何？21第21页第21页 加乌洛托品试管中出现兰色沉淀少；而另一支试管中出现兰色沉淀诸多。 铁钉中铁与杂质形成微电池 阳极反应式： Fe =Fe2+ + 2e- 3 Fe2+2Fe(CN)63- =Fe3Fe(CN)62 蓝色沉淀 阴极反应式： 2H+ +2 e- = H2 加乌洛托品