第三单元金属的腐蚀与防护 (7).ppt

1、金属的电化学腐蚀与防护,湛江第一中学 陈柳芳,铜器表面生成铜绿,铁生锈,Fe2O3XH2O,Cu2(OH)2CO3,银变黑,Ag2S、 Ag2O,观察这些金属腐蚀的图片,全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元，占各国国民生产总值的2%4%，我国钢铁腐蚀经济约占国民生产总值的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。,了解金属腐蚀的危害,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，大到无法估量。 比如许多灾难性腐蚀事故，如桥梁

2、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，化工厂中储酸槽穿孔泄露，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN的泄露，更会危机工作人员和附近居民的生命安全。,一、金属的腐蚀,1、金属腐蚀,金属或合金与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。,2、金属腐蚀的本质,金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。,M - ne- = Mn+,升温可 金属腐蚀,促进,潮湿的环境 可 金属腐蚀,促进,影响金属腐蚀的条件：温度、水、O2等,3、金属腐蚀的类型,金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或非电解质

3、液体（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。,不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。,化学腐蚀： 电化学腐蚀：,根据与金属接触的介质不同,金属的腐蚀以电化学腐蚀为主,化学腐蚀和电化学腐蚀的比较,化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生， 但电化学腐蚀更普遍,钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?,在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,钢铁在潮湿的空气

4、中发生的电化学腐蚀的原理： 负极（Fe）： Fe2e = Fe2+ 正极（C）： 2H+2e = H2 或2H2O+O2+4e = 4OH,铁氰化钾 K3Fe(CN)6 俗称赤血盐、赤血盐钾,组织学上用K3Fe(CN)6来检测生物组织中的二价铁离子，反应生成不溶的蓝色颜料，被称为滕氏蓝。,3Fe 2+2 Fe(CN)63- =Fe3Fe(CN)62,铁氰化亚铁,【实验现象】两极分别为碳棒和铁钉、导线连接后置于氯化钠溶液中，铁钉一侧滴入几滴铁氰化钾，碳棒极滴入几滴酚酞，6h后的实验现象。,【实验现象】上述实验操作一天后的实验现象,【交流与讨论】 （1）观察上述实验，你能得出什么结论？ （2）6h

5、和一天后的实验现象有何差异，产生的原因是什么？,通常以电化学腐蚀为主，其中又以吸氧腐蚀更普遍。,水膜呈酸性,水膜呈碱性、中性或弱酸性,负极,正极,总反应,2H+2e-=H2,Fe-2e-=Fe2+,Fe+2H+=Fe2+H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,2Fe-4e-=2Fe2+,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,电极反应,联系,健身器材刷油漆以防锈,二、金属的防护,衣架和电线的外面包上一层塑料层,自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?,【思考】 铁上镀锌，如果镀层受

6、到破坏，铁的腐蚀速率会加快吗？为什么？,(1)改善金属的内部组织结构(内因) 制成合金（不锈钢）,(2)在金属表面覆盖保护层 电镀、油漆、钝化等,(3)电化学保护法 牺牲阳极的阴极保护法、 外加电流的阴极保护法,二、金属的防护,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。,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换,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。,在同一电解质溶液中，金属腐

7、蚀的快慢： 防腐措施由好到坏的顺序如下：,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,外加电流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,三、金属腐蚀快慢与防腐效果,1.铁是用途最广的金属材料之一。为探究铁的化学性质,某同学将盛有生铁屑的试管塞上蓬松的棉花,然后倒置在水中(如图所示)。数天后,他观察到的现象是() A.铁屑不生锈,试管内液面上升 B.铁屑不生锈,试管内液面高度不变 C.铁屑生锈,试管内液面上升 D.铁屑生锈,试管内液面高度不变,学以致用,C,2、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),3.下列说法正确的是 （ ） A钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀，所以合金都不耐腐蚀 B原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因，故不能用来减缓金属的腐蚀 C钢铁电化腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同，引起的正极反应不同 D无论哪种类型的腐蚀，其实质都是金属被氧化,CD,4. 以下现象与电化腐蚀无关的是( ) A. 黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜锈 B. 生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C. 铁质器件附有铜质配件，在接触处易生锈 D. 银质奖牌久置后表面变暗,D,5支撑海港码头基础的钢管桩，常用外加电流的阴极保护法进行防腐，工作原理