第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié) 金屬腐蝕金屬腐蝕v我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2005年全國生年全國生產(chǎn)鋼材產(chǎn)鋼材37117.02萬噸）萬噸） ，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼，每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%4%；約合人民幣：；約合人民幣：3000億元億元（ 2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達(dá)15萬億元）萬億元） 。v根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損

2、失大致為該國國民生產(chǎn)總值的濟(jì)損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。左右。v另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火另據(jù)國外統(tǒng)計(jì)，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。損失。閱讀：你有何感想？閱讀：你有何感想？v金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。本身

3、要大到無法估量。v腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。v國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員

4、和等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。附近居民的生命安全。v面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒有想過，鐵怎么會被事實(shí)，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？腐蝕？怎樣防腐？閱讀課本閱讀課本1、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？2、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)？、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)？3、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？分別發(fā)生哪些電極反應(yīng)？分別發(fā)生哪些電極反應(yīng)？知識總結(jié)知識總結(jié)金屬陽離子金屬陽離子失失e-氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)（三）金屬腐蝕的類型（三）金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

5、電化學(xué)腐蝕一、一、 金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)腐蝕金屬原子金屬原子（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（一）金屬腐蝕：（一）金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。1、化學(xué)腐蝕：化學(xué)腐蝕： 金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。影響因素：和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。影響因素：和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。2、電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解、電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活質(zhì)溶液接觸，

6、會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。知識總結(jié)知識總結(jié)電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕的類型的類型析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹，為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹，在潮濕的空氣中卻易生銹？在潮濕的空氣中卻易生銹？鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意示意圖圖鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意示意圖圖思考：你能寫出它們的電極反應(yīng)式？思考：你能寫出它們的電極反應(yīng)式？鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3 nH2O（鐵銹鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍

7、。通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕條件條件水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱或堿性酸性很弱或堿性電極反應(yīng)電極反應(yīng)負(fù)極負(fù)極Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極正極C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng)總反應(yīng):Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系聯(lián)系思考與交流思考與交流1、 鐵銹的成份是什么？是怎樣形成的？鐵銹的成份是什么？是怎樣形成的？2、將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡、將經(jīng)過酸

8、洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入如圖所示的具支試管中幾分鐘后，一下，放入如圖所示的具支試管中幾分鐘后，導(dǎo)管中的水柱上升了，你知道為什么嗎？導(dǎo)管中的水柱上升了，你知道為什么嗎？課堂練習(xí)課堂練習(xí)1、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：電極反應(yīng)式為：負(fù)極： ,正極：正極：若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 。（2）中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧Fe2e-F

9、e2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氫析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？交流與討論交流與討論請大家閱讀請大家閱讀課本課本86-8786-87原理原理 ：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬被保護(hù)金屬做做正正極極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕屬反應(yīng)受到腐蝕。1 1、犧牲陽極的陰極保護(hù)法犧牲陽極的陰極保護(hù)法二、金屬的電化學(xué)保護(hù)二、金屬的電化學(xué)保護(hù) 犧牲陽極犧牲陽極的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖2 2、外加電流的

10、陰極保護(hù)法外加電流的陰極保護(hù)法 將將被保護(hù)金屬被保護(hù)金屬與另一與另一附加電極附加電極作為電解池的作為電解池的兩個(gè)極，使兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬被保護(hù)的金屬作為作為陰極陰極，在外加直流，在外加直流電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。輔助陽極輔助陽極（不溶性）（不溶性）外加電流外加電流的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖除此以外還有其它防護(hù)方法？除此以外還有其它防護(hù)方法？ 二、金屬防護(hù)的幾種重要方法二、金屬防護(hù)的幾種重要方法在金屬表面覆蓋保護(hù)層。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。 改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)

11、構(gòu)，制成合金。改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。 電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。 小結(jié)小結(jié)1 1、20002000年年5 5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會上花費(fèi)月，保利集團(tuán)在香港拍賣會上花費(fèi)30003000多多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 這三件這三件17601760年銅鑄的國寶在年銅鑄的國寶在240 240 年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是的分析，最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金B(yǎng)、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去洗去C、銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化、銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化D、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金、它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金（ D）課堂練習(xí)課堂練習(xí)探究一：鍍鋅