金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)

關(guān)于金屬的電化學(xué)腐蝕和防護(hù)2024/7/42

金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能等方面都將發(fā)生變化，會(huì)使機(jī)器設(shè)備、儀器、儀表的精密度和靈敏度降低，影響使用以至報(bào)廢，甚至發(fā)生事故。據(jù)報(bào)道，全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失，約占各國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的2%~4%，超過地震、水災(zāi)、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失的總和。你知道嗎第2頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/43第4節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)第3頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/44金屬的腐蝕一、金屬的電化學(xué)腐蝕

金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程，即為金屬的腐蝕。其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過程。第4頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/451、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系金屬跟非金屬等物質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化腐蝕更普遍.第5頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/46鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖NaCl(aq)鋼鐵的析氫腐蝕示意圖CH3COOH(aq)第6頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/47ANaCl正極:O2+2H2O+4e-=

4OH-負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+溶液反應(yīng)：

Fe2++

2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2OACH3COOH請寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式:負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：2H++2e-=H2↑第7頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/48

析氫腐蝕

吸氧腐蝕條件正極負(fù)極

溶液2、析氫腐蝕與吸氧腐蝕（以Fe為例）

2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=

4OH-

Fe-2e-=Fe2+

Fe2++

2OH-=Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O水膜酸性較強(qiáng)水膜酸性很弱或中性第8頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/49

銀質(zhì)獎(jiǎng)?wù)螺^長時(shí)間后變黑，形成黑銹---4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O，可以采用拋光的方法恢復(fù)光澤，拋光的簡單方法是：將變質(zhì)的獎(jiǎng)?wù)路湃胧⒂惺雏}的鋁鍋中，放置一段時(shí)間后，黑銹就被除去,而銀不會(huì)損失。試分析除黑銹的原理。負(fù)極：

2Al-6e-=2Al3+正極：

3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-例1：第9頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/410①在金屬表面覆蓋保護(hù)層:如在鋼鐵表面涂油或油漆等，電鍍不活潑金屬;②利用原電池原理進(jìn)行保護(hù):如在海輪外殼上附著活潑金屬鋅或鎂;③外加電流的陰極保護(hù)法:即將要保護(hù)的金屬與直流電源的負(fù)極相連，另外附加惰性電極與正極相連;④改變金屬內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu):如制成不銹鋼.二、金屬的電化學(xué)防護(hù)金屬防護(hù)的幾種重要方法第10頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/411犧牲陽極的陰極保護(hù)法：第11頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/412外加電源的陰極保護(hù)法：

輔助陽極（不溶性）第12頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/413例2：

下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)第13頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/414電解原理引起的腐蝕；化學(xué)腐蝕；原電池原理引起的腐蝕；有防腐措施的腐蝕.

請你將在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的速率從大到小排序：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕.第14頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/415規(guī)律總結(jié)：:

防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護(hù)法＞犧牲陽極的陰極保護(hù)法＞有一般防腐條件保護(hù)＞無防腐條件.

在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕.第15頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/416下列有關(guān)金屬腐蝕與防護(hù)的說法正確的是()A．純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B．當(dāng)鍍錫鐵制品的鍍層破損時(shí)，鍍層仍能對鐵制品起保護(hù)作用C．在海輪外殼連接鋅塊保護(hù)外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護(hù)法D．可將地下輸油鋼管與外加直流電源的正極相連以保護(hù)它不受腐蝕AC例3：第16頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/417如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實(shí)驗(yàn)：序號內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個(gè)月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時(shí)鐵絲表面依然光亮

3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個(gè)月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面已變得灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面灰暗程度比實(shí)驗(yàn)5嚴(yán)重第17頁,共19頁，星期六，2024年，5月2024/7/418回答以下問題：(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕的是(填實(shí)驗(yàn)序號)__________;在電化學(xué)腐蝕中，負(fù)極反應(yīng)是________________;正極反應(yīng)是_______________________；(2)由該實(shí)驗(yàn)可知，可以影響鐵銹蝕速率的因素是___________________________；(3)為防止鐵的銹蝕，工業(yè)上普遍采用的方法是______________(答兩種方法)3、4、5、6

Fe－2e—=Fe2+

2H2O+O2