第四章氧化还原电化学解说.ppt

19. ??(MnO2/ Mn2+ )=+1.208V ??(Cl2/Cl-)=+1.3583V ??(MnO2/ Mn2+ )??(Cl2/Cl-) 所以Cl2为氧化剂， Mn2+为还原剂， 即反应逆向进行， MnO2+2Cl-+4H+ ←Mn2++Cl2+2H2O 根据半反应和能斯特方程： 正极：MnO2(s)+4H++2e-= Mn2++2H2O 负极：2Cl-= Cl2 + 2e- ? (MnO2/Mn2+ ) =??(MnO2/Mn2+ )+(0.059/2)lgc4(H+)/c(Mn+) ? (Cl2 /Cl-) = ??(Cl2 /Cl-) +(0.059/2)lg[p(Cl2)/p?]/c2(Cl-) 加入浓盐酸，c (H+)↗，? (MnO2/ Mn2+) ↗,直至? (MnO2/ Mn2+ ) ? (Cl2 /Cl-) ， 这时反应正向进行，生成 Cl2气。 阳极是OH－失电子被氧化： 所以等于是电解水： 如果用金属作电极，阳极参加反应的往往是金属电极 如用铜： ∴阳极是Cu失去电子被氧化，Cu=Cu2＋+2e－ 返回 利用氧化还原反应，我们可以作化学电源，进行电解、电镀等等，做许多有利于我们生产和生活的工作，但同时，氧化还原反应也制造了很多麻烦。金属腐蚀是氧化还原反应造成的最普遍，也是破坏性最大的危害。 金属腐蚀的类型有许多种，采取的措施也多种多样，今天我们只介绍一些腐蚀与防腐的基本原理。 金属与周围的介质接触时，由于发生化学或电化学作用而引起的损坏叫做金属的腐蚀(metallic corrosion)。 腐蚀现象随处可见，例如： §4-6 金属的腐蚀与防腐 (Corrosion of metals and protection) 钢铁制件在潮湿的空气中很易生锈； 加热炉中的炉管表面生成易脱落的氧化皮； 化工机械与强腐蚀性的介质接触而斑痕累累； 铝制品在潮湿的空气中使用后表面出现一层白色粉末。 一、腐蚀的类型 根据金属腐蚀过程的不同特征，金属的腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀两类。下面对这两类腐蚀做简单介绍： (一) 化学腐蚀(chemical corrosion) 单纯由化学作用引起的腐蚀叫做化学腐蚀。金属在干燥的空气中或在不导电的非水溶剂中所发生的腐蚀皆为化学腐蚀。 铁在常温和干燥的空气中不易腐蚀，但当温度升高到一定程度，其表面就很容易生成一层由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的氧化皮，同时还发生脱炭现象。这主要是由于钢铁中的渗炭体(Fe3C)与气体介质作用的结果。 Fe3C + O2 == 3Fe + CO2 Fe3C + CO2 == 3Fe + 2CO Fe3C + H2O == 3Fe + CO + H2 反应生成的气体产物离开金属表面，而从附近尚未反应的金属表面逐渐扩散到这一反应区，于是金属表层的炭逐渐减少，从而形成脱炭层。脱炭层使钢铁表面硬度减小，疲劳极限下降，机械强度减弱。 这类氧化脱炭化学腐蚀在石油化工生产中极为常见。这是因为很多石油化工设备都是在高温下操作的，如加热炉、裂解炉和蒸馏塔底部等等，所以氧化脱炭在这些部位特别显著。 氢在高温下对碳钢无明显腐蚀作用。 但在高温高压(T＞478K，p＞300atm)下，也会渗入钢铁内部与渗炭体作用： Fe3C + 2H2 == 3Fe + CH4 金属还会与干燥的气体（O2、Cl2、H2S、SO2等）或有机溶剂直接发生化学反应引起的腐蚀。 (二) 电化学腐蚀(electronchemical corrosion) 当金属与电解质溶液接触时，由电化学而引起的腐蚀叫做电化学腐蚀。 电化学腐蚀的特点是形成腐蚀电池(形成许多小原电池)。 例如：纯的锌粒与硫酸反应 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 这个反应在室温条件下进行得并不快，但如果硫酸中加入几滴CuSO4溶液，Zn与H2SO4的反应会大大加快。因为： Zn+Cu2+ =Z