金属电化学腐蚀的电极动力学简述[精选].ppt

金属电化学腐蚀的电极动力学简述 1 腐蚀速度 重量法，深度法，电流密度法 （1）重量法 腐蚀前后的质量变化来表示腐蚀程度。 失重法：腐蚀后试样的质量减少 重量法 增重法：腐蚀后试样的质量增加 ① 失重法：当腐蚀产物能很好地去除而不损伤主体金属时用这个方法较为恰当。 v-=m0-m1/St 式中 v-——金属失重腐蚀速度，g/(m2·h)； m0——腐蚀前金属的质量，g； m1——腐蚀后金属的质量，g； S——暴露在腐蚀介质中的表面积， m2； t——试样的腐蚀时间，h。 ② 增重法：当腐蚀产物全部覆盖在金属上且不易除去时用这个方法较为恰当。 v+=m2-m0/St 式中 v+——金属增重腐蚀速度，g/(m2·h)； m2——腐蚀后带有腐蚀产物的试样质量，g； （2）深度法：以腐蚀后金属厚度的减少来表示腐蚀的程度。 当全面腐蚀时，腐蚀深度可通过腐蚀的质量变化，经过换算得到： vL=8.79 v- /ρ 式中 vL——腐蚀深度，mm/a； v-——金属失重腐蚀速度，g/(m2·h)； ρ——金属的密度，g/cm3. 全面腐蚀的金属，常以年腐蚀深度来评定耐蚀性的等级 金属耐蚀性的三级标准 （3）电流密度法 电流密度指通过单位面积上的的电流强度，电流越大，腐蚀速度越快。 v-=Aia/nF×104 式中 v-——金属的腐蚀速度，g/(m2·h)； ia ——阳极电流密度，A/ cm2 ； A——金属的克原子量，g（在数值上等于原子量）； n——金属的价数； F——法拉第常数，F=26.8A·h。 注意： 不论哪种表示方法，只能表示全面腐蚀速率。 2 极化与去极化 为什么电池开始作用后， 其电流会减小呢？ 影响因素：电池两极间 的电位差和电池内外 电路的总电阻 I=(E阴极-E阳极)/R 由于通过电流而引起原电池两极间电位差减小，并引起电池工作电流强度降低的现象，称为原电池的极化现象。 当通过电流时阳极电位向正的方向移动的现象，称为阳极极化； 当通过电流时阴极电位向负的方向移动的现象，称为阴极极化； 在原电池放电时，从外电路看，电流从阴极流出，然后再进入阳极，前者称为阴极极化电流，后者称为阳极极化电流； 同一原电池中，阴极极化电流与阳极极化电流大小相等，方向相反； 消除或减弱阳极和阴极的极化作用的电极过程称为去极化作用或去极化过程； 阳极去极化过程，阴极去极化过程； 能消除或减弱极化的现象称为去极化； 引起去极化发生的物质称为去极剂。 极化现象的本质 电子的迁移（当阳极极化时电子离开电极，当阴极极化时电子流流入电极）比其电极反应及其有关的连续步骤完成的快。 （1）极化作用 极化作用使得反应速度下降，对于防腐蚀来说，极化时有利的。金属的钝化就是阳极极化的一个典型应用。 （2）去极化作用 增加去极化会使腐蚀速度增加，钝态金属在去极化作用下会由钝态进入活化状态，使腐蚀速率极大增加。 （3）极化曲线 （4）平衡电极极化与过电位 ia M Mn++ne ic 当电极过程达到平衡时，金属和溶液界面建立一个稳定的双电层，即不随时间变化的电极电位，称为金属的平衡电极电位Ee；宏观上平衡电极电位是一个没有净反应的电极，反应速度为零，微观ia=IicI 当金属与含有其离子的溶液构成的电极体系处于平衡状态时，金属不会腐蚀，即平衡的金属电极是不发生腐蚀的电极。 对于平衡电极来说，当通过外电流时其电极电位偏离平衡电位的现象，称为平衡电极的极化。 外电流为阳极极化电流时，其电极电位向正的方向移动，称为阳极极化； 外电流为阴极极化电流时，其电极电位向负的方向移动，称为阴极极化； 过电位η=E-Ee η＞0，阳极极化 η＜0，阴极极化 η= 0，电极平衡 3 极化原因及类型 一个电极反应过程至少包括下列三个连续的步骤： ①去极剂由溶液内部移动到电极表面——液相传质步骤； ②去极剂在电极表