4.4 金属的电化学腐蚀与防护.ppt

1、第四章 电化学基础,第四节 金属的电化学腐蚀与防护,金属的腐蚀在生活中非常普遍,钢铁生锈,是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。,金属阳离子,失e-,（氧化反应）,金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,一、金属的电化学腐蚀,金属原子,金属腐蚀的本质：,1. 金属腐蚀,M ne- Mn+, 直接反应,原电池反应,接触到的气体或液体不同,升温可加快金属腐蚀,化学腐蚀：,家用燃气灶的中心部位很容易生锈,食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈,海边的铁制品比较容易生锈。,为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈呢？,钢铁,潮湿空气,水膜,CO2、 SO2、

2、H2S,电解质溶液（H+),铁,C,原电池,电解质溶液形成：,H+OH-,H2O+CO2,H+HCO3-,H2O,钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。,根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。,实验,2Fe - 4e- = 2Fe2+,O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-,2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2,4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x) H2O,进一步反应：,负极：,正极：,电池反应：, 吸氧腐蚀：,中性或酸性很弱条件下,2H+ 2e- =H2 ,Fe - 2e- = Fe2+,Fe + 2

3、H+ =Fe2+ + H2, 析氢腐蚀：,负极：,正极：,电池反应：,当钢铁处于酸性环境中,析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。,金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触,不纯金属或合金 跟电解质溶液接触,无电流产生,有微弱电流产生,金属被氧化,较活泼金属被氧化,化学腐蚀与电化学腐蚀的比较,与接触物质的氧化性及温度有关,与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关,两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍,下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。,(5),(2),(1),(3),(4),讨论与交流,结论 判断金属腐蚀快慢的规律,电解池外界力量外力无法抗拒,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

4、的阴极,1、电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀防腐措施的腐蚀,2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：,强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液,3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越慢。,4、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,原理 ：,形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。,1.牺牲阳极的阴极保护法,二、金属的电化学防护,辅助阳极（不溶性）,2.外加电流的阴极保护法,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。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,除此以外还有哪些防护方法？,金属防护的几种重要方法: 在金属表面覆盖保护层。 改变金属内部的组成结构，制成合金。 电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。,归纳与整理,若液面上升，则溶液呈 ， 发生 腐蚀,电极反应式为： 负极： , 正极： 。,如图, 水槽中试管内有一枚铁 钉，放置数天观察：,(2)若液面下降，则溶液呈 ， 发生 腐蚀，电极反应式为：