電化學(xué)基礎(chǔ) - 西安交通大學(xué)《大學(xué)化學(xué)》課件

2022/11/29第五章電化學(xué)根底參考學(xué)時：6-8西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系電化學(xué)

電化學(xué)是研究化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的一門科學(xué)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.1氧化復(fù)原反響5.2原電池5.3電極電勢5.4原電池?zé)崃W(xué)5.5電解與電化學(xué)技術(shù)5.6金屬的腐蝕與防護目錄西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.1氧化復(fù)原反響1.氧化復(fù)原反響2.氧化復(fù)原電對3.氧化復(fù)原反響式的配平西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1.氧化復(fù)原反響定義：元素的氧化值發(fā)生了變化的化學(xué)反響Sn2++Fe3+→Sn4++Fe2+特點:〔1〕反響中存在著氧化劑與復(fù)原劑；〔2〕每一種元素存在著氧化態(tài)與復(fù)原態(tài)。氧化態(tài)＋ne-復(fù)原態(tài)復(fù)原氧化西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系氧化數(shù) 氧化數(shù)的定義：氧化數(shù)〔又稱氧化態(tài)或氧化值〕指元素的一個原子在純化學(xué)物種(分子或離子)中的表觀電荷數(shù)(氧化態(tài)的代數(shù)值〕。如：Fe3O4中Fe的氧化數(shù)是8／3。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系氧化數(shù)與化合價的區(qū)別①氧化數(shù)亦稱氧化值，化合價又稱原子價，表示各種元素的原子相互化合的數(shù)目。②氧化數(shù)可以為分數(shù)、化合價只能為整數(shù)。③氧化數(shù)確實定與物質(zhì)結(jié)構(gòu)無關(guān)。④表示氧化數(shù)時，把正負號置于其數(shù)字的前面，而化合價那么置于后面西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系某元素氧化數(shù)確定①單質(zhì)中元素原子的氧化數(shù)等于零。②離子型化合物中，正負離子實際荷電數(shù)—NaCl中電子偏轉(zhuǎn)，那么Na的氧化數(shù)為+1，Cl的氧化數(shù)為-1。③共價型化合物中，電負性較大的元素氧化數(shù)為負，電負性較小元素的氧化數(shù)為正，總的代數(shù)和為零。④氫的氧化數(shù)為十1或—1(在鹽型氫化物中)；氧的氧化數(shù)一般為—2(在過氧化物中為—l，在氟化物OF2、O2F2中分別為十2和十1)。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例BaH2：1(+2)+2x=0,x=-1CH4、C2H4、C2H2中C的氧化數(shù)分別為-4、-2和-1。S4O62-：

4x+6(-2)=-2,x=+(5/2)Fe3O4：

3x+4(-2)=0,x=+(8/3)K2S2O8：2(+1)+2x+8(-2)=0,x=+7西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系在氧化復(fù)原反響中存在著兩個半反響：氧化值升高的反響——氧化反響氧化值降低的反響——復(fù)原反響相應(yīng)的氧化值升高的物種(元素〕——復(fù)原劑氧化值降低的物種(元素〕——氧化劑西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例：

FHZn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu氧化半反響：Zn-2e-＝Zn2+復(fù)原半反響：Cu2++2e-＝Cu氧化反響：復(fù)原態(tài)-ne氧化態(tài)復(fù)原反響：氧化態(tài)＋ne復(fù)原態(tài)一般表達式：氧化態(tài)＋ne復(fù)原態(tài)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系2.氧化復(fù)原電對這種同一元素的氧化態(tài)與復(fù)原態(tài)彼此依靠，相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，是一個共軛關(guān)系。這種關(guān)系稱為氧化復(fù)原電對，簡稱電對。通常書中給出的是復(fù)原電對，即表達為：氧化態(tài)/復(fù)原態(tài)例：Cr2O72-/Cr3＋，Zn2＋/Zn，Sn4+/Sn2+，F(xiàn)e3+/Fe2+,MnO4-/MnO2，SO42-/H2SO3，西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系任何一個氧化復(fù)原反響都包含著兩個電對,每個電對代表著一個半反響。如電對MnO4－/MnO2分別在弱酸性和弱堿性介質(zhì)中的復(fù)原半反響方程式。 電對符號電對平衡 弱酸性MnO4－/MnO2MnO4－＋4H＋＋3eMnO2＋2H2O 弱堿性MnO4－/MnO2MnO4－＋2H2O＋3eMnO2＋4OH－西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系3.氧化復(fù)原反響式的配平〔離子－電子法)〔1〕氧化值法〔中學(xué)已學(xué)過〕；〔2〕離子-電子法。離子-電子法配平原那么：氧化劑得電子數(shù)=復(fù)原劑失電子數(shù)。配平步驟：a.寫出離子反響式；b.拆成兩個半反響，分別配平；先使半反響兩邊電荷平衡:酸性中：兩邊適當加H＋;堿性中：兩邊適當加OH-再使兩邊元素平衡:在半反響兩邊適當添加H2Oc.根據(jù)得失電子相等的原那么，加合成配平的反響式西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例如：FH用離子電子法配平以下方程式KMnO4＋Na2SO3＋H2SO4MnSO4＋Na2SO4＋H2O解：a.寫出離子反響式：MnO4-＋SO32-＋H+Mn2+＋SO42-＋H2Ob.拆成兩個半反響，分別配平；氧化半反響：SO32--2e-＋H2OSO42-＋2H+〔1〕復(fù)原半反響：MnO4-＋5e-＋8H+Mn2+＋4H2O〔2〕c.〔1〕×5+〔2〕×2得2MnO4-＋5SO32-＋6H+2Mn2+＋5SO42-＋3H2O2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO42MnSO4＋Na2SO4＋3H2西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.2原電池5.2.1原電池5.2.2電極及其分類西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.2.1原電池1.原電池及其構(gòu)成2.原電池的符號表示西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1．原電池及其構(gòu)成原電池是將氧化復(fù)原反響產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。也就是將氧化復(fù)原反響的半反響分別在兩個電極上分別完成,將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的裝置。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系原電池的構(gòu)成電解質(zhì)溶液兩個半電池〔電極〕原電池鹽橋 外接電路 金屬導(dǎo)體惰性固體導(dǎo)體固體電子導(dǎo)體西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系原電池將分子之間直接發(fā)生的氧化復(fù)原反響，通過電極間接完成。每個電極上發(fā)生一個半反響—半電池反響〔或電極反響〕。如：Zn+Cu2+Zn2++Cu負極：發(fā)生氧化半反響Zn－2eZn2+正極：發(fā)生復(fù)原半反響Cu2+＋2eCuFH西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系2．原電池的符號表示原電池畫起來很麻煩，為了便于研究需要用符號表達，規(guī)定：1〕將氧化反響的負極寫在左邊，復(fù)原反響的正極寫在右邊，溶液須注明濃度，氣體那么應(yīng)標明分壓。2〕用“||〞表示鹽橋，“，〞或“|〞表示相界面。3〕氣體和固體盡可能靠近電極寫，溶液靠近鹽橋。4〕金屬單質(zhì)可以直接作為電極材料，如無明顯電極材料，需要添加惰性電極，一般為Pt。〔-〕Zn|Zn2+(a1)‖Cu2+(a2)|Cu〔+〕例1，例2西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系(—)Zn︱ZnSO4(c1)‖CuSO4(c1)︱Cu〔+〕負極電解質(zhì)溶液正極Zn、Cu為固體；ZnSO4，CuSO4溶液為液體，以界面符號“︱〞隔開；c1、c2分別表示兩種溶液的摩爾濃度；“‖〞表示由鹽橋相連接。Daniell電池表示為西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例 試寫出以下氧化復(fù)原反響構(gòu)成的原電池符號。MnO2＋HCl→MnCl2＋Cl2＋H2O西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系負極正極電對符號Cl2/Cl－MnO2/Mn2＋電極 Pt，Cl2(p)|Cl－(C1)Mn2＋(C2),H＋(C3)|MnO2(S)，Pt電極反響2Cl－Cl2＋2eMnO2＋4H＋＋2eMn2＋＋2H2O總反響MnO2＋HClMnCl2＋Cl2＋H2O電池符號：〔-〕Pt，Cl2(p)|Cl－(C1)||Mn2＋(C2),H＋(C3)|MnO2(S),Pt〔+〕西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.2.2電極及其分類電極就是原電池中半電池,每個電極就對應(yīng)著一個電對,就有一個半反響。根據(jù)電對性質(zhì)的不同，產(chǎn)生了不同類型的電極。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系電極類型電對示例

電極符號

電極反應(yīng)示例金屬-金屬離子電極Zn2+/

ZnZn|Zn2+(c)Zn2++2e-=Zn氣體電極Cl2

/

Cl-Pt,Cl2(p)|Cl-(c)Cl2+2e-=2Cl-離子型電極Fe3+/

Fe2+Pt|Fe2+(c1),Fe3+(c2)Fe3++e-=Fe2+

金屬-金屬難溶鹽電極Hg2Cl2

/

HgHg|Hg2Cl2(s)|Cl-(c)Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl-電極類型西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系任何兩個不同的電極可以組成一個原電池,甚至同一個電極在不同的狀態(tài)(如濃度)下也可以組成原電池。因此使許多在通常狀態(tài)下不能實現(xiàn)的反響在原電池中〔或電極上〕可以實現(xiàn)。反過來任何一個氧化復(fù)原反響都可以設(shè)計成原電池。例1例2西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例1將反響H2+CuCl22HCl+Cu設(shè)計成原電池。解：正極半反響：Cu2+(aq)+2eCu(s)正極符號：Cu2+(c1)Cu(s)負極半反響：H2(g)-2e2H+(aq)正極符號：Pt,H2(p)H+(c2)原電池符號：Pt,H2(p)H+(c2)Cu2+(c1)Cu(s)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例2寫出原電池Cu(s)Cu2+(c1)Fe2+(c2),Fe3+(c3)Pt的反響方程式。解：正極反響：Fe3+(aq)+eFe2+(aq)負極反響：Cu(s)-2eCu2+(aq)電池反響：Cu(s)+2Fe3+(aq)Cu2+(aq)+2Fe2+(aq)或Cu(s)+2FeCl3(aq)CuCl2(aq)+2FeCl2(aq)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系鋅錳干電池負極：金屬鋅筒正極：MnO2和石磨棒兩極間：ZnCl2和NHCl4西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系鋅汞電池負極：鋅汞齊正極：HgO和碳粉飽和ZnO的KOH糊狀物為電解質(zhì)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.3電極電勢5.3.1.電極電勢的產(chǎn)生5.3.2.標準電極電勢5.3.3.Nernst方程式西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.3.1.電極電勢的產(chǎn)生擴散雙電層理論各電極與其離子溶液存在以下平衡：復(fù)原態(tài)氧化態(tài)十ne即使電極與溶液間形成擴散雙電層，產(chǎn)生電勢差，即電極的電極電勢,記為E。M〔S〕Mn+〔aq〕+ne溶解沉積西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

不同的電極產(chǎn)生的

E

不同，將兩個不同的電極組合成原電池時，電子將從低電勢負極流向高電勢正極，從而產(chǎn)生電流。注意：電流方向與電子流動方向相反Cu-2eCu2+rGm=64.98KJ/mol

Zn-2eZn2+rGm=-147.21KJ/mol西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系原電池的電動勢就是兩極之間的電勢差，也記為E，即:正極的電極電勢E+減去負極的電極電勢E-E=E+－E-注：由于人為規(guī)定電極電勢復(fù)原電極電勢，而負極上發(fā)生的氧化反響，所以前面加一負號。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.3.2.標準電極電勢

原電池的電動勢與電極的屬性、各物質(zhì)的濃度、溫度有關(guān)。

【規(guī)定】:

298.15K，各物質(zhì)處于標準態(tài),即溶液中離子濃度為1mol·L-1，氣體分壓為100.0kPa時測得的的電極電勢為標準電極電勢記為E?。同樣在標準狀態(tài)下，原電池的電動勢稱為標準電動勢，也記為E?

。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

由于我們只能測得原電池的電動勢，無法測得電極電勢的絕對值。

就人為規(guī)定標準氫電極的電極電勢為0，來測定其它電極的標準電極電勢。1.標準電極電勢2.使用標準電極電勢應(yīng)注意的事項西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系標準氫電極Pt|H2(100．0kPa)|H+(1mol.L-1)2H+〔-1〕+2eH2(100.0kPa)指定:E?(H+/H2)=0.000V。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1.標準電極電勢以298.15K時的標準氫電極作為負極，待測電極作為正極，組成原電池，待測電極也要處于標準態(tài)時測得的電極電勢就稱為該電極的標準電極電勢。各種電極的標準電極電勢見課本P195和P465。它們特指復(fù)原電極電勢。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系(-)Pt|H2(100kPa)|H+(1mol.L-1)||Zn2+(1mol.L-1)|Zn(+)那么，原電池的電動勢就是鋅電極電勢

E?=-E?(Zn2+/Zn)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系表4，1標準復(fù)原電勢表(25℃，水溶液中)

電對

電極反應(yīng)

E（V）

Li+-LiLi

+e-=Li(s)-3.0401

Ca2-CaCa2

+2e-=Ca(s)-2.868

Na-NaNa

e-=Na

2.71

Mg2-MgMg2

2e=Mg

2.372

Al3-AlAl3

3e=Al

1.662

還Zn2-ZnZn2

2e=Zn

0.7618氧原Fe2-FeFe2

2e=Fe

0.4030化態(tài)Ni2-NiNi2

2e

=Ni

0.257態(tài)的Sn2-Sn（白）Sn2

2e

=Sn

0.1375的還Pb2

-PbPb2

2e=Pb

0.1262氧原2H

H22H

2e=H20.0000化性Sn4

Sn2Sn4

2e=Sn2

0.151性增Cu2-CuCu2

2e=Cu

0.3419增強Fe3-FeFe3

e-

=Fe2

0.771強

Hg22-HgHg222e==2Hg

0.7973

Ag-AgAg

e=Ag

0.7996

Au3-AuAu3

3e

=Au

1.498

F2(g)-FF2(g)2e=2F

2.866西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

氫電極使用不方便，常用甘汞電極代替標準氫電極。電極組成式Hg|Hg2Cl2(s)|Cl-(c)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、電勢穩(wěn)定，最為常用。298K時，飽和KCl溶液時甘汞電極EΘ=0.2415電極反響Hg2Cl2+2e2Hg+2Cl-

西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系電極名稱

電極組成電極電勢E/V飽和甘汞電極Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(飽和)+0.24151mol·L-1甘汞電極Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(1mol·L-1)+0.268080.1mol·L-1甘汞電極Hg|Hg2Cl2(s)|KCl(0.1mol·L-1)+0.3337西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例：以標準銅電極與飽和甘汞電極組成與原電池，標準銅電極為正極，飽和甘汞電極為負極，測得原電池電動勢為+0.1004V，求標準銅電極的電極電勢。解：該原電池以簡式表示為(-)Hg|Hg2Cl2

|KCl(飽和)‖Cu2+(1mol·L-1)|Cu(+)測得此原電池的電動勢Eθ=+0.1004V，那么EΘ＝E+Θ－E-Θ＝EΘCu2＋／Cu－0.2415＝0.1004∴EΘCu2＋／Cu＝EΘ+0.2415＝0.1004+0.2415＝0.3419V西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系2.使用標準電極電勢應(yīng)注意的事項：a.電極反響全部按復(fù)原反響對待。b.不管半電池為正極還是為負極，E?的符號不變。c.E?的值由物質(zhì)的本性所決定，與物質(zhì)的多少無關(guān)。d.E?值的符號及大小，反映了電極與氫電極相比較的氧化復(fù)原能力或傾向。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系一般來講EΘMn+/M代數(shù)值愈小，其復(fù)原態(tài)M愈易失去電子，復(fù)原能力愈強，是較強的復(fù)原劑；EΘMn+/M代數(shù)值愈大，其氧化態(tài)Mn+愈易得到電子，氧化能力愈強，是較強的氧化劑。在表5.2中是按電極電勢由低到高的順序排列,所以從上往下,氧化態(tài)的氧化性依次增強;從下往上,復(fù)原態(tài)的復(fù)原性依次增強西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.4原電池?zé)崃W(xué)一、可逆電池二、電池電動勢與反響Gibbs函數(shù)變?nèi)⒀趸瘡?fù)原反響中的化學(xué)平衡四、非標態(tài)下電極電勢和能斯特方程五、電極電勢的應(yīng)用西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系一、可逆電池1.可逆電池2.不可逆電池西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1.可逆電池①熱力學(xué)上可逆，即通過原電池的電流無限小，使電池內(nèi)部始終無限近于平衡狀態(tài)；②電極反響也是可逆的，即在化學(xué)上為可逆反響。如：Dianell電池西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系Dianell電池西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系2.不可逆電池不滿足可逆電池條件的原電池。如：Volta電池西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系不可逆電池CuH2SO4ZnCuZnH2SO4Volta電池西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系Volta電池為不可逆電池電池符號為Zn|H2SO4|Cu，產(chǎn)生電流時，Zn極溶解，Cu極上有H2氣析出。即：Zn+2H+Zn2++H2當向該電池中通入與其電動勢相反的電流，即外電源電動勢大于電池電動勢時，Cu極上反響是銅極溶解而鋅極上有氫氣或銅析出，兩種反響互不相干。即Cu+2H+Cu2++H2西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

對消法測定原電池的電動勢

FH西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系二、電池電動勢與反響Gibbs函數(shù)變對于可逆電池反響：-Gm=We=nFE可得出：Gm=-nFEG?m=-nFE?上式對于電極反響也適應(yīng).

西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

由G?m=-nFE?

得三、氧化復(fù)原反響中的化學(xué)平衡當T=298K時西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系由上式可見，多于電池反響來講，E值越大，K值越大，反響進行越完全E值越小，K值越小E<0,K值很小,反響實際不能進行E可用來判斷反響進行的方向和限度西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系四、Nernst方程式1.Nernst方程式2.應(yīng)用Nernst方程式本卷須知3.Nernst方程式說明西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1.Nernst方程式

影響電極電勢的因素有電對、溫度，電對中物質(zhì)的聚集狀態(tài)、濃度和壓力等。標準電極電勢在課本中可以查到。那么非標準狀態(tài)的電極電勢如何獲得，與上述各影響因素的關(guān)系如何？

Nernst得出如下方程式西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系 對于電極反響來說，假設(shè)有a氧化態(tài)+neb復(fù)原態(tài)那么有E=E?-ln=E?-lg

或E=E?-lg上述方程式稱為能斯特方程，它說明氧化復(fù)原反響中，溶質(zhì)的濃度、氣體的壓力對電極電勢的影響。0.059n[復(fù)原態(tài)]b

[氧化態(tài)]a

RT

nF[復(fù)原態(tài)]b

[氧化態(tài)]a0.059n

[生成物]b[反響物]a西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系2.應(yīng)用能斯特方程時，應(yīng)注意以下幾點：〔1〕如果組成電對的物質(zhì)為固體或純液體，那么它們的濃度不列入方程式中，對于氣體，以分壓表示。

〔2〕如果電極反響中，除氧化態(tài)、復(fù)原態(tài)物質(zhì)外，還有參加電極反響的其他物質(zhì)存在,如H＋,OH－，那么應(yīng)把這些物質(zhì)的濃度也表示在Nernst方程中。如： Cr2O72－＋14H＋＋6e2Cr3＋＋7H2O

E=E?-lg0.0596[Cr3+]2[Cr2O72-].[H+]14西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系MnO4-＋8H＋＋5eMn2＋＋4H2OE=EΘ+0.0595[MnO4-]lg[H+]8[Mn2+]Cl2(g)+2e2Cl-E=EΘ+0.0592PCl2lg[Cl-]2西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系3.能斯特方程說明：①溶液的濃度變化，影響電極電勢的數(shù)值，從而影響物質(zhì)的氧化、復(fù)原能力。由能斯特方程E=E?+lg可知當氧化態(tài)物質(zhì)的濃度增大(或復(fù)原態(tài)物質(zhì)的濃度減小)時，其電極電勢的代數(shù)值變大，亦即氧化態(tài)物質(zhì)的氧化性增加；反之復(fù)原態(tài)物質(zhì)的濃度增大時，其電極電勢的代數(shù)值變小，亦即復(fù)原態(tài)物質(zhì)的復(fù)原性增加。0.059n[復(fù)原態(tài)]b

[氧化態(tài)]a西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

②能斯特方程式中右端的后一項，是溶液濃度(或氣體分壓)變化對標準電極電勢的校正項。由于濃度(分壓)是在對數(shù)項里，還要乘上一個較小的系數(shù)，因此，當溶液濃度變化不大時，對電極電勢的影響是不很大的，其電極電勢主要取決于E?。

西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系五、電極電勢的應(yīng)用1．裝置原電池并計算電池的電動勢2.確定氧化劑，復(fù)原劑的相對強弱3．判斷氧化復(fù)原反響進行的方向4．判斷氧化復(fù)原反響進行的限度西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1.裝置原電池并計算電池的電動勢

E=E+-E-

E?=E?+_E?-例西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例1PH的測定

以甘汞電極為參比電極,玻璃電極為指示電極組成原電池西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

玻璃電極AgAgCl(s)HCl-1)玻璃膜待測溶液E=Eθ-0.0592pH甘汞電極HgHg2Cl2(s)KCl(飽和〕Hg2Cl2+2e2Hg+2Cl-E甘汞=Eθ(Hg2Cl2)+0.0592/2lg1/c2(Cl-)=0.2415E=E甘汞-E玻璃=0.2415-Eθ+0.0592pH西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系【例2】計算在298.15K時以下原電池的電動勢(-)Ag|AgNO3(0.01mol·L-1)‖AgNO3(1mol·L-1)|Ag(+)解：這種由不同濃度的同類電極組成的原電池稱濃差電池。正極反響：Ag+(1mol·L-1)+eAg〔s〕負極反響：Ag〔s〕-eAg+(0.01mol·L-1)電池反響：Ag+(1mol·L-1)Ag+(0.01mol·L-1)

∴E+=EΘ

(Ag+/Ag

)

＋0.0592lg[c+(Ag+)/cΘ]E-=EΘ

(Ag+/Ag

)

＋0.0592lg[c-(Ag+)/cΘ]E=E+-E-=0.0592lg[c+(Ag+)/c-(Ag+)]

=0.0592lg[1/0.01

]

=0.1184V西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系【例3】EΘ(Fe3+/Fe2+)=0.77V，試分別計算(1)[Fe3+]／[Fe2+]=10;(2)[Fe3+]／[Fe2+]=1/10時的E值(298K)。由Nernst方程：E

＝

EΘ

－

0.0592lg([Fe2+]/[Fe3+])(1)E

＝

0.77＋0.0592=0.8292V(2)E

＝

0.77－0.0592=0.7108V解：該電極反響為Fe3++e-Fe2+西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系【例4】EΘ(MnO4-/Mn2+)=1.51V，試算：〔1〕[H＋]＝1.0×10-1mol·L-1〔2〕[H＋]＝1.0×10-7mol·L-1時的E值。設(shè)[MnO4-]=[Mn2＋]=1.0mol·L-1，T=298K。由Nernst方程可得解：該電極反響為MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2OＥ＝Ｅθ－0.0595lg[Mn2+][MnO4-][H+]8西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系〔1〕當[H+]＝1.0×10-1mol·L-1時可知，MnO4-的氧化能力隨[H＋]的降低而明顯減弱。由此可見酸度對電極電勢的影響也較大。E＝

1.51＋

lg(1.0×10-1)8

＝1.42V0.0595〔2〕當[H+]＝1.0×10-7mol·L-1時E＝

1.51＋

lg(1.0×10-7)8

＝0.85V0.0595西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系小結(jié)：凡有H+離子參加的電極反響，酸度對E值均有較大的影響。有時甚至能影響氧化復(fù)原的產(chǎn)物。如KMnO4強酸性介質(zhì)：MnO4-+8H++5e-Mn2++4H2O中性介質(zhì)：MnO4-+2H2O+3e-MnO2+4OH-強堿性介質(zhì)：MnO4-+e-MnO42-

西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系【例5】半反響Ag+＋e-Ag假設(shè)在反響體系中參加Cl-離子，并設(shè)反響達平衡時，[Cl-]＝1.0mol·L-1，試求E(Ag+/Ag)。解：參加Cl-后，Ag+＋Cl-=AgCl達平衡時EΘ

=0.80V［Ag+］==1.8×10-10

mol·L-1KSP(AgCl)[Cl-]西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系由Nernst方程可得

E

Ag+/Ag

=EΘ-0.0592lg(1／[Ag＋])=0.80＋0.0592lg(1.8×10-10)=0.22V上面計算所得的E值實際上是AgCl／Ag電對的電極電勢E，其電極反響為AgCl＋e-Ag＋Cl-E(AgCl/Ag)

=EΘ(Ag+/Ag)

－0.0592lgKSP(AgCl)[Cl-]EΘ(AgCl/Ag)

=EΘ(Ag+/Ag)

+0.0592lgKSP(AgCl)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系2.確定氧化劑，復(fù)原劑的相對強弱標準電極電勢值的符號和大小，反映了該電極與氫電極相比較的氧化復(fù)原能力的強弱。代數(shù)值越小，其復(fù)原態(tài)越易失去電子，復(fù)原性越強；代數(shù)值越大，其氧化態(tài)越易得到電子，氧化性越強。幾種物質(zhì)可能同時發(fā)生氧化復(fù)原反響時，那么數(shù)值相差越大，其相互反響的趨勢就越大。例西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例試列出Eθ〔MnO4-/Mn2+)=1.5VEθ〔Cu2+/Cu)=0.337VEθ〔I2/I-)=0.534VEθ〔SnO4+/Sn2+)=0.154V各電對氧化型物種的氧化能力和復(fù)原型物種的復(fù)原能力的強弱順序。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系解：比較電對的標準電極電勢的代數(shù)大小，可知，隨著E值的增大，電對中的氧化型物種得電子的能力〔即氧化能力〕增強，而電對中的復(fù)原型物種失電子的能力〔即復(fù)原能力〕減弱。因此氧化型物種氧化能力由弱到強的順序是： Sn4＋，Cu2＋，I2，MnO4－復(fù)原型物種的復(fù)原能力由弱到強的順序是： Mn2＋，I－，Cu，Sn2+西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系如鹵族元素之間的置換反響，即可從EΘ值的變化加以解釋：氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2復(fù)原性：I-＞Br-＞Cl-＞F-F2+2e2F-

E

Θ

＝2.87VCl2+2e

2Cl-

E

Θ

＝1.36VBr2(l)+2e2Br-

E

Θ

＝1.07VI2+2e2I－

E

Θ

＝0.54V西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系3.判斷氧化復(fù)原反響進行的方向E=E(氧化劑)E〔復(fù)原劑〕

如反響中各物質(zhì)均標準態(tài)，E=E(氧化劑)E〔復(fù)原劑〕西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系根據(jù)Nernst方程，離子濃度或氣體的分壓的變化對電池電動勢有一定的影響，但當E較大時,上述變化上不致改變電池電動勢E的符號。通常將標準電動勢E>0.2VE就為正值，反響將按所寫的化學(xué)方程式進行。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系一般兩電對1和2進行氧化復(fù)原反響，那么自發(fā)進行的方向可表示為：強氧化劑1強復(fù)原劑2=弱復(fù)原劑1弱氧化劑2例西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例3當[Pb2+－1，[Sn2+－1時，金屬錫能否從溶液中將Pb2+復(fù)原出來？

E(Pb2+/Pb)=-0.126VE(Sn2+/Sn)=-0.136V西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系 因此，根據(jù)E的符號，可以判斷反響的方向。

按題意，設(shè)計原電池，反響式為SnSn2＋－1)Pb2＋－1)PbSn＋Pb2＋－1)=Sn2＋－1)＋Pb

E<0反響不能正向進行，而在標準態(tài)下，那么反響能正向進行。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系【例４】標態(tài)下，試判斷以下反響的進行方向∴標準狀態(tài)下該反響正向進行。EΘ=1.23

V

E=E+-E-=1.23-0.77=0.46V>0Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O解：此反響由兩個半反響組成：正極反響：Cr2O72-+14H++6e2Cr3++7H2O負極反響：Fe3++eFe2+EΘ=0.77

V西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系4.確定氧化復(fù)原反響的限度化學(xué)反響的限度可由標準平衡常數(shù)K數(shù)值表現(xiàn)出來。電極反響、電池反響涉及各類標準平衡常數(shù)的，可通過E?求出K?來，或E=0計算。ΔrGmΘ=-nFEΘ=-RTlnKΘ當T＝298.15K時EΘ=0.059/nlnKΘ例西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系【例5】求KMnO4與H2C2O4的反響平衡常數(shù)KΘ〔298.15K)。解:反響方程式為2MnO4-＋5H2C2O4＋6H＋→2Mn2＋＋10CO2＋8H2O拆成半反響：

E+Θ

=+1.507VE-Θ

=-0.49V配平后的氧化復(fù)原方程式電子轉(zhuǎn)移數(shù)為10,lgKΘ=────=──────0.05920.0592nEΘ

n(E+Θ-E-Θ)=————————=33810[1.507-(-0.49)]0.0592KΘ=10338?106

。MnO4-＋8H＋＋5eMn2＋＋4H2OH2C2O42CO2

＋2H＋＋2e西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例6：E(Ag+/Ag)=0.799VE(AgCl/Ag)=0.22V求解：根據(jù)和得可根據(jù)上式求出K,再根據(jù)反響式求出Ksp為了求出E，可以設(shè)計如下電池： Ag|AgCl|Cl－||Ag＋|Ag西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系根據(jù)原電池： Ag|AgCl|Cl－||Ag＋|Ag電池反響為：負極：AgAg＋+eAg＋＋Cl－AgCl總Ag+Cl－AgCl+e正極：Ag＋+eAg電池反響為：Ag＋＋Cl－=AgCl得：K=1/Ksp西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

∴

西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.5電解與電化學(xué)技術(shù)一、電解裝置與原理二、電解產(chǎn)物的判斷三、電化學(xué)技術(shù)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系一、電解裝置與原理

電解裝置使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融液)，在兩電極上分別發(fā)生氧化和復(fù)原反響的過程稱為電解。借助于電流引起氧化復(fù)原反響的裝置稱為電解池。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系與電源負極相連接的電極稱為陰極與電源正極相連接的電極稱為陽極正離子移向陰極，在陰極上得到電子，發(fā)生復(fù)原反響；負離子移向陽極，在陽極上給出電子，發(fā)生氧化反響在陽極上還要考慮電極參與反響離子在相應(yīng)電極上得失電子的過程均稱放電。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系二、電解產(chǎn)物的判斷1、分解電壓與超電壓2、影響電解產(chǎn)物的因素及規(guī)律

A.因素

B.規(guī)律西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1.分解電壓與超電壓

使電流順利通過，保證電解進行的最低的外加電壓，稱為該電解質(zhì)的分解電壓。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系電極上和溶液中產(chǎn)生的一些電化學(xué)反響，使電極過程離開了平衡狀態(tài)，使分解電壓大于原電池的電動勢，稱為極化或電極的極化。一般將極化分為：濃差極化電化學(xué)極化理論分解電壓：電解時由于電解產(chǎn)物在電極上形成原電池產(chǎn)生的反向電動勢。實際分解電壓：使電解得以順利進行的最低電壓。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

由于極化現(xiàn)象而產(chǎn)生的實際分解電壓與理論分解電壓之差，常稱為超電壓。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系A(chǔ)．影響電解產(chǎn)物的因素1、標準電極電勢值--是決定電解產(chǎn)物的主要因素。陰極(復(fù)原反響):放電的是E代數(shù)值較大的氧化態(tài)物質(zhì)，陽極(氧化反響):放電的是E代數(shù)值較小的復(fù)原態(tài)物質(zhì)(含電極)，2、濃度---溶液中濃度越大的離子越有利于放電3、放電物質(zhì)在電極上的極化例1，例2西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系例:用鉑做電極，電解NaCl的飽和溶液，試指出兩電極上的產(chǎn)物。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系解

溶液中存在四種離子，即Na＋、Cl-、H＋和OH-等。通電后，正離子Na＋、H＋移向陰極，它們的標準電極電勢分別為：

EΘ(Na＋／Na)=-2.71V,

EΘ(H＋/H2)=0.0000V

代數(shù)值大的氧化劑容易得到電子，故Ｈ＋離子在陽極放電，生成氫氣逸出；

2H＋+2e-→H2(g)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系負離子Cl-、OH-移向陽極，它們的標準電極電勢分別為：EΘ(Cl2/Cl-)=1.35827V,EΘ(O2/OH-)=0.401V代數(shù)值小的復(fù)原劑易失電子，按理應(yīng)是OH-離子首先放電，有O2(g)析出；西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

但由于電解的是NaCl飽和溶液，其中c(Cl-)遠遠大于c(OH-)[c(OH-)僅為10－７mol·L-1],又因電極材料對析出O2的超電勢要比析出Cl2大的多，結(jié)果是Cl-離子在陽極放電，生成氯氣逸出：

2Cl—2e-→Cl2(g)

由于H＋離子的放電，破壞了水的離解平衡，在陰極區(qū)OH-離子過量而積累起來，從而形成了NaOH。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系因此，電解NaCl飽和溶液的總反響為2NaCl+2H2O═Cl2+H2+2NaOH即在兩極上分別得到氫氣和氯氣，溶液中產(chǎn)生NaOH〔燒堿〕。電化學(xué)工業(yè)氯堿工業(yè)的根本化學(xué)原理。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

例

銅作電極，電解CuSO4水溶液，試指出兩電極上的電解產(chǎn)物。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系解溶液中存在著四種離子，即Cu2＋、SO42-、H＋、OH－，通電后，Cu2＋和H＋移向陰極，查附表六得：EΘ(Cu2＋/Cu)=0.3491V,EΘ(H＋/H2)=0.0000V所以Cu2＋在陰極得電子析出Cu，電極反響為Cu2++2e-→Cu西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系溶液中移向陽極的SO42-、OH-和銅電極都可能發(fā)生氧化反響。查附錄六得：EΘ＝(Cu2+/Cu)=0.3419VEΘ(S2O82-/SO42-)=2.010VEΘ=(O2/OH-)=0.401V其中EΘ代數(shù)值小的復(fù)原物質(zhì)為Cu,首先在陽極失去電子，轉(zhuǎn)變?yōu)镃u2+,發(fā)生陽極溶解，即：Cu-2e-→Cu2+總反響為：Cu(陽極)→Cu〔陰極〕西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系B.一般酸、堿、鹽溶液電解產(chǎn)物的規(guī)

律大致歸納如下：陰極產(chǎn)物①電解鹽溶液時，如果金屬離子對應(yīng)電對的EΘ值很小(電極電勢表中Al以前的金屬)，那么將是H+得電子而析出氫氣；如果金屬離子對應(yīng)電對的EΘ值大于零或稍小于零(電極電勢表中Al以后的金屬如Zn、Fe、Ni等)，那么將是金屬離子得電子而析出相應(yīng)的金屬。②假設(shè)電解Na+、Mg2+或Al3+這類離子的熔融鹽(或某些氧化物)，由于無H+存在，那么是Na+、Mg2+或Al3+放電，析出相應(yīng)的金屬Na、Mg或Al。這是制取活潑金屬的通用方法。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系陽極產(chǎn)物陽極材料為一般金屬(除Pt、Au等惰性金屬和石墨等外)，那么發(fā)生陽極溶解，生成相應(yīng)的離子。陽極為惰性電極、溶液中存在著簡單離子，那么是負離子失去電子，依次析出S、I2、Br2、Cl2；假設(shè)溶液中只存在如SO42－這類難被氧化的含氧酸根離子，那么是OH-失去電子而析出氧氣。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系三、電化學(xué)技術(shù)1．電鍍2.電拋光3．電解加工4.鋁陽極氧化西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1．電鍍電鍍是應(yīng)用電解的方法將一種金屬覆蓋到另一種金屬外表上的過程。常用鍍鋅，合金鍍，復(fù)合材料鍍，電刷鍍，化學(xué)鍍西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系鍍鋅

將金屬制件(被鍍件)作陰極，鋅板作為陽極。為了使鍍層結(jié)晶細致，厚薄均勻，與基體結(jié)合牢固，電鍍液通常用配合物堿性鋅酸鹽鍍鋅或氰化物鍍鋅等。因為堿性鋅酸鹽可離解出少量的Zn2＋：

Na２[Zn(OH)4]——2Na＋＋［Zn(OH)4］2-[Zn(OH)4]2-——Zn2＋+4OH-

西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系由于Zn2＋的濃度比較低，故使金屬晶體在鍍件上析出時晶核生長速率小，有利于新晶核的生長，從而得到致密、均勻的光滑鍍層。鍍鋅絲鐵釘西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系合金鍍

通過參加配合劑以生成不同的配合物的方法，控制溶液中不同金屬離子的濃度，使它們具有相等或相近的電勢，這樣兩種或三種金屬離子，可按設(shè)計者的要求，同時沉積在作為陰極的工件外表上，形成合金鍍層。條件：形成合金鍍層的各金屬離子間電極電勢數(shù)值相差不要太大。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系復(fù)合材料鍍

將兩種以上直徑小于1m的微粒(如氧化物、碳化物、氮化物金屬或塑料粉末等)，用參加分散劑(如前述的外表活性劑等)和攪拌等方法，使微粒包圍了鍍液中的正離子，并均勻地懸浮于電鍍?nèi)芤褐?。電鍍時，這些帶正電的“膠團〞將沉積于作為陰極的工件上，形成復(fù)合鍍層，故稱復(fù)合電沉積。例如：聚四氟乙烯復(fù)合鍍層西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系電刷鍍用包套的陽極(稱鍍筆)，吸飽鍍液，與工件(陰極)直接接觸，在陽極與陰極的相對運動中，獲得性能良好的鍍層。刷鍍前和一般電鍍一樣需對工件進行除油、去污等外表理，最后還要精工修整等。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系化學(xué)鍍在非導(dǎo)體工件外表的催化膜上沉積出一層薄的導(dǎo)電的銅層或鎳層，以便后面電鍍各種金屬。特點：金屬外觀，質(zhì)輕強硬、耐熱、耐蝕性好，成本低，經(jīng)濟效益顯著。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系2.電拋光原理：陽極金屬外表上凸出局部在電解過程中的溶解速率大于凹入局部的溶解速率，經(jīng)一段時間的電解可使外表到達平滑而有光澤的要求。黏性薄膜電解液黏性薄膜電解液西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

含有磷酸、硫酸、鉻酐的電解質(zhì)溶液中進行電解。陽極陰極西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系3．電解加工

電解加工是利用金屬在電解液中可以發(fā)生陽極溶解的原理，將工件加工成型。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

電解加工與電拋光的原理相同。主要區(qū)別：電拋光時陽極與陰極間的距離較大(100mm左右)，電解液不流動。優(yōu)點：1、大而復(fù)雜的工件可一次完成；2、外表質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高；3、陰極材料不受損失。缺點：1、加工工藝復(fù)雜，精度只能滿足一般要求；2、模件陰極需加工成專用形狀；3、電解廢液不易妥善處理。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系4.鋁陽極氧化金屬在電解液中作為陽極，使金屬外表形成幾十至幾百微米的氧化膜的過程。特點：防蝕、耐磨、絕緣、吸附性強陽極反響4OH-–4e2H2O+O2(g)2Al+3/2O2Al2O3陰極反響2H＋+2eH2(g)西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系5.6金屬的腐蝕與防護

當金屬和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬腐蝕。金屬腐蝕分類:化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕。

一、化學(xué)腐蝕二、電化學(xué)腐蝕三、金屬的防蝕西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系一、化學(xué)腐蝕單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕稱為化學(xué)腐蝕。例：金屬與空氣中的氧、氯、硫化氫等氣體的作用；銀在碘蒸氣中的反響。特點：腐蝕過程中無電流產(chǎn)生，腐蝕產(chǎn)物直接生成在腐蝕性介質(zhì)接觸的金屬外表。

西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系影響因素：金屬的本性、腐蝕介質(zhì)的濃度和溫度。

鐵在800～1000℃時顯著氧化，生成的氧化皮，并發(fā)生脫碳現(xiàn)象。

Fe3C+O2=3Fe＋CO2Fe3C+CO2=3Fe＋2COFe3C+H2O=3Fe＋CO+H2西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系二、電化學(xué)腐蝕1.電化學(xué)腐蝕2.腐蝕電池分類

a.宏觀電池

b.微觀電池西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系1.電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕：金屬在潮濕空氣或電解質(zhì)溶液,海水等條件下發(fā)生氧化復(fù)原反響而引起的腐蝕?？諝庵兴莸哪?.狹縫2.塵粒3.小孔西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

金屬的電化學(xué)腐蝕的機理與原電池原理相同，但通常把腐蝕中的電池與一般的原電池相區(qū)別，稱為腐蝕電池；腐蝕電池是一種自發(fā)的短路的原電池。習(xí)慣上把腐蝕電池的負極(失電子的電極)稱為陽極，把正極(得電子的電極)稱為陰極。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系

a.宏觀電池—有獨立的兩極，可用肉眼分辨出正、負極。

例如鋁板上鉚銅釘就會形成宏觀電池。西安交通大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用化學(xué)系b.微觀電池

微觀電池?zé)o明顯分立的兩極，肉眼不能分辨