金屬電化學(xué)腐蝕過(guò)程動(dòng)力學(xué)

1、第第章金屬電化學(xué)腐蝕章金屬電化學(xué)腐蝕過(guò)程動(dòng)力學(xué)過(guò)程動(dòng)力學(xué)l在第二章中，從熱力學(xué)觀點(diǎn)闡述了金屬發(fā)生腐蝕的根本原因，介紹了判斷腐蝕傾向的方法。但在實(shí)際中，人們不僅關(guān)心金屬材料的腐蝕傾向，更關(guān)心腐蝕過(guò)程進(jìn)行的速度。由于熱力學(xué)的研究方法中沒(méi)有考慮到時(shí)間因素及反應(yīng)進(jìn)行的細(xì)節(jié)，因此腐蝕傾向并不能作為腐蝕速度的尺度。一個(gè)大的腐蝕傾向不一定就對(duì)應(yīng)著一個(gè)高的腐蝕速度，這正像金屬鋁，從熱力學(xué)業(yè)角度看，它的腐蝕傾向很明顯，但在某些介質(zhì)中，它的腐蝕速度卻極低。對(duì)于金屬材料來(lái)說(shuō)，人們想方設(shè)法來(lái)降低腐蝕反應(yīng)的速度，以達(dá)到延長(zhǎng)其使用壽命的目的。為此，必須了解腐蝕過(guò)程的機(jī)理及影響腐蝕速度的各種因素，掌握在不同條件下腐蝕作用的

2、動(dòng)力學(xué)規(guī)律，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究和了解解決具體問(wèn)題的方法。本章重點(diǎn)掌握本章重點(diǎn)掌握1.腐蝕電池的電極過(guò)程腐蝕電池的電極過(guò)程2.極化作用（極化現(xiàn)象、原因，極化曲線及其應(yīng)用）極化作用（極化現(xiàn)象、原因，極化曲線及其應(yīng)用）3.腐蝕極化圖與混合電勢(shì)腐蝕極化圖與混合電勢(shì)4.腐蝕極化圖應(yīng)用腐蝕極化圖應(yīng)用5.腐蝕速度的電化學(xué)測(cè)試方法腐蝕速度的電化學(xué)測(cè)試方法 3. 電極的極化現(xiàn)象電極的極化現(xiàn)象一一. 極化現(xiàn)象極化現(xiàn)象金屬的腐蝕一般是按腐蝕原電池作用原理進(jìn)行的，電流流過(guò)電極時(shí)，金屬的腐蝕一般是按腐蝕原電池作用原理進(jìn)行的，電流流過(guò)電極時(shí)，電極電勢(shì)偏離平衡電勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為極化現(xiàn)象。電極電勢(shì)偏離平衡電勢(shì)的現(xiàn)象稱(chēng)為極化現(xiàn)象。

3、超電勢(shì)由于有電流通過(guò)而引起的電極電勢(shì)偏離原來(lái)電極電勢(shì)的變化值超電勢(shì)由于有電流通過(guò)而引起的電極電勢(shì)偏離原來(lái)電極電勢(shì)的變化值1. 陽(yáng)極極化電極電位偏離平衡電位向正的方向移動(dòng)陽(yáng)極極化電極電位偏離平衡電位向正的方向移動(dòng)2. 陰極極化電極電位偏離平衡電位向負(fù)的方向移動(dòng)陰極極化電極電位偏離平衡電位向負(fù)的方向移動(dòng)電化學(xué)體系中，發(fā)生電極極化時(shí)，陰極的電極電位變得電化學(xué)體系中，發(fā)生電極極化時(shí)，陰極的電極電位變得比平衡電位更負(fù)，陽(yáng)極電極電位變得比平衡電位更正比平衡電位更負(fù)，陽(yáng)極電極電位變得比平衡電位更正電極性質(zhì)的變化就取決于極化作用和去極化作用的電極性質(zhì)的變化就取決于極化作用和去極化作用的對(duì)立統(tǒng)一對(duì)立統(tǒng)一陽(yáng)極：電

4、子流出電極速度大，陽(yáng)極：電子流出電極速度大，正電荷積累正電荷積累陰極：電子流入電極速度大，陰極：電子流入電極速度大，負(fù)電荷積累負(fù)電荷積累偏離平衡電極電位偏離平衡電極電位電子運(yùn)動(dòng)速度電子運(yùn)動(dòng)速度/電極反應(yīng)速電極反應(yīng)速度矛盾度矛盾電極極化現(xiàn)象的內(nèi)在電極極化現(xiàn)象的內(nèi)在原因原因.極化原因極化原因一般電極過(guò)程的三個(gè)分步步驟一般電極過(guò)程的三個(gè)分步步驟1. 陽(yáng)極極化陽(yáng)極極化 陽(yáng)極上有電流通過(guò)時(shí)，電極電勢(shì)向正方向變化陽(yáng)極上有電流通過(guò)時(shí)，電極電勢(shì)向正方向變化 (1) 活化極化活化極化(2) 濃差極化濃差極化(3) 電阻極化電阻極化2. 陰極極化陰極極化 陰極上有電流通過(guò)時(shí)，陰極電勢(shì)向負(fù)方向移動(dòng)。陰極上有電流通過(guò)

5、時(shí)，陰極電勢(shì)向負(fù)方向移動(dòng)。 (1) 活化極化活化極化(2) 濃差極化濃差極化陽(yáng)極：電子流出電極速度大，正電荷積累陽(yáng)極：電子流出電極速度大，正電荷積累陰極：電子流入電極速度大，負(fù)電荷積累陰極：電子流入電極速度大，負(fù)電荷積累只要消耗電子的過(guò)程受到阻滯都會(huì)引起陰極極化只要消耗電子的過(guò)程受到阻滯都會(huì)引起陰極極化實(shí)驗(yàn)表明，過(guò)電勢(shì)是隨通過(guò)電極的電流密度不同而實(shí)驗(yàn)表明，過(guò)電勢(shì)是隨通過(guò)電極的電流密度不同而不同的。電流密度越大，過(guò)電位絕對(duì)值越大。不同的。電流密度越大，過(guò)電位絕對(duì)值越大。 極化曲線電極電位隨電流密度變化的關(guān)系曲線極化曲線電極電位隨電流密度變化的關(guān)系曲線 完整而直觀地表達(dá)出一個(gè)電極過(guò)程的極化性能（極

6、化度）完整而直觀地表達(dá)出一個(gè)電極過(guò)程的極化性能（極化度）超電勢(shì)是表示電極極化程度的重要參數(shù)；僅表示某一特定電流超電勢(shì)是表示電極極化程度的重要參數(shù)；僅表示某一特定電流密度下電極的極化程度，而無(wú)法反應(yīng)整個(gè)電流密度范圍內(nèi)電極密度下電極的極化程度，而無(wú)法反應(yīng)整個(gè)電流密度范圍內(nèi)電極電位變化規(guī)律電位變化規(guī)律三三. 極化曲線極化曲線三三. 極化曲線極化曲線極化度極化度電極過(guò)程的難易程度電極過(guò)程的難易程度極化度越大，電極過(guò)程越難進(jìn)行，因電極極化的傾向大，極化度越大，電極過(guò)程越難進(jìn)行，因電極極化的傾向大，電極反應(yīng)的微小變化就會(huì)引起電極電位的明顯變化電極反應(yīng)的微小變化就會(huì)引起電極電位的明顯變化測(cè)定電極過(guò)程的極化曲線是電極過(guò)程測(cè)定電極過(guò)程的極化曲線是電極過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究中一種基本的實(shí)驗(yàn)方法動(dòng)力學(xué)研究中一種基本的實(shí)驗(yàn)方法一腐蝕極化曲線一腐蝕極化曲線如果一個(gè)電極上同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)電極反應(yīng)，由于以下兩個(gè)特點(diǎn)，如果一個(gè)電極上同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)電極反應(yīng)，由于以下兩個(gè)特點(diǎn)，很容易看出整個(gè)電極反應(yīng)的很容易看出整個(gè)電極反應(yīng)的EI曲線與在該電極上進(jìn)行的各曲線與在該電極上進(jìn)行的各個(gè)電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)行為之間的關(guān)系個(gè)電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)行為之間的關(guān)系(1)所有這些電極反應(yīng)都是在同樣的電極電位下進(jìn)行的所有這些電極反應(yīng)都是在同樣的電極電位下進(jìn)行的(2)整個(gè)電極的外