金属的腐蚀和防护.ppt

1、吴中高二化学组,4-4 金属的电化学腐蚀和防护,金属的腐蚀在生活中非常普遍,钢铁生锈,铜器生锈,铜器表面生成铜绿,你知道吗？据统计： 全球每分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 金属被腐蚀后，在外形、色泽及机械性能方面发生变化，使仪器设备报废、桥梁建筑物坍塌管道泄漏。 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占各国国民生产总值的2%4%，大约三分之一的化工设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。 金属腐蚀造成的直接损失远超水灾、火灾、风灾、地震等自然灾害造成的损失之和。在这里还不包括由于

2、腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失.,了解金属腐蚀的原因，寻求防止金属腐蚀的方法具有重要意义,一、金属的电化学腐蚀,阅读教材P84第一部分一二自然段，了解： 1、什么是金属的腐蚀？ 2、金属的腐蚀可分为哪几类？ 3、金属腐蚀的本质是什么？ 4、什么是化学腐蚀？ 5、影响化学腐蚀的因素有哪些？,一、金属的腐蚀:金属与周围物质发生氧化还原反应而损耗的现象-分为化学腐蚀和电化学腐蚀,本质：,金属失去电子被氧化。,M - ne- = Mn+,金属跟接触到的物质（如O2、Cl2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。,1、化学腐蚀,（1）定义：,（2）影响化学腐蚀快慢的因素 （影响反应速率的因

3、素）：,金属的活泼性-内因 环境的温度 氧化剂浓度 接触面积等,外因,在潮湿的空气中，纯铁腐蚀得快，还是生铁腐蚀得快？为什么？,2、电化学腐蚀,（1）定义：,不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。这种腐蚀叫做电化学腐蚀。,实验4-3,实验现象：,几分钟后,装置中的导管中水柱上升,结论：,装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， 则装置中有气体参加反应。,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,负极（Fe）： Fe2e = Fe2+ 正极（C）： 2H+2e = H2,钢铁在潮湿的空气中生锈原理,讨论,或2H2O+O2+4e =

4、4OH,（2）钢铁的腐蚀,1、电解质溶液呈较强酸性时 正极: 2H+ + 2e - = H2,负极: Fe 2e-=Fe 2+,2、电解质溶液呈弱酸性、中性、碱性时： 正极: 2H2O + O2 + 4e- = 4OH,析 氢 腐 蚀,吸 氧 腐 蚀,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,水膜呈酸性,水膜呈中性或酸性很弱,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,金属的腐蚀以电

5、化腐蚀为主， 电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时) 若pH5.6时则为析氢腐蚀。,金属的化学腐蚀与电化学腐蚀比较,金属原子失去电子被氧化而消耗的过程： M-ne-=Mn+,化学腐蚀,电化学腐蚀,金属和其它物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀,不纯金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失电子被氧化而引起的腐蚀,直接发生氧化还原反应,发生原电池反应,腐蚀过程无电流产生,有电流产生,金属直接被腐蚀,较活泼金属被腐蚀,电化学腐蚀化学腐蚀,往往同时发生，但电化学腐蚀更普遍，危害更大,小结：,为什么？,为什么自20世纪以来金属遭受的腐蚀较过去数百年更甚？,想一想：海边的铁制品为什么容易生锈？怎样

6、防止铁生锈？,二、金属的防护,1、影响金属腐蚀的因素,2、金属防护的常用方法,本性本身的性质和杂质的活动性； 外界条件温度及介质,排除造成腐蚀的因素,思考与交流 你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?,镀镍铬,船身如何防腐蚀的？,用牺牲锌块的方法来保护,船身上装锌块,1、牺牲阳极的阴极保护法,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；而活泼金属反应受到腐蚀。,2、外加电流的阴极保护法 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。,2.金属防护的常用方法:,(

7、1)在金属表面覆盖保护层:,a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.,b.镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法.,c.用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜，如烤蓝.,(2)改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如制成不锈钢.,(3)电化学保护法.,a.牺牲阳极的阴极保护法.,b.外加电流的阴极保护法.,防腐措施由好到坏的顺序： 外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件,排除造成腐蚀的因素,1、给你一块铁，请你设法对它进行防护,思考与交流,（1）保持表面干燥 （2）涂油、漆（3）镀锌（白铁桶） （4）镀锡（马口铁）（5）合金,2、下列事实不能用电化学理论解释的是 A、轮船吃水线以下的船壳上装一 定数量的锌块B、铝片不用特殊方法保护C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入 少量的CuSO4溶液后速率加快D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用,3、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),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