大化第四章报告.ppt

* * * * * * * * * * * 离子在相应电极上得失电子的过程均称放电。 电解常常在水溶液中进行，因此电解液中除了电解质的正、负离子外，还有由水离解出来的H+和0H-。因而在电解时，能在电极上放电的离子至少有两种。 * 影响电解产物的因素 1.??? 标准电极电势值；2.??? 溶液中离子浓度;3.??? 电极材料;4.??? 电解产物 当电解产物为气体时，电极材料常起阻碍放电的作用，特别是对H２、0２等的阻碍作用更为显著。 ??因此，必须将影响因素作综合考虑后，才能确定最终的电解产物。根据影响因素，可归纳一般酸、碱、盐溶液电解产物的大致规律。 若阳极材料为一般金属(除Pt、Au等惰性金属和石墨等外)，则发生阳极溶解，生成相应的离子。 若电解Na+、Mg2+或Al3+这类离子的熔融盐(或某些氧化物)，由于无H+存在，则是Na+、Mg2+或Al3+放电，析出相应的金属Na、Mg或Al。这是制取活泼金属的通用方法。 * * 二、电解产物的判断 阳极：氧化反应(失电子)， 判断规则（惰性电极） 电解活泼次序Al以后的金属盐溶液时，镀金属。否则由溶液中的H+得电子而析出氢气。 电解氯、溴或碘化物时得卤素。 电解含氧酸盐溶液时得氧气。 阴极: 还原反应(得电子)， 电解熔融盐或某些氧化物时，析出相应的金属。 低的(还原态)先放电。 高的(氧化态)先放电。 例4.19 电解0.5 mol·L－1 Na2SO4溶液, 阴极、阳极各 如何反应？ ∴ 阴极是H＋得电子被还原： SO42-是含氧酸根， ∴阳极是OH－失电子被氧化： 所以电解Na2SO4溶液实际相当于电解水： 解：Na的活泼性在Al的前面， ∴ 阴极是H＋得电子被还原。 用金属作电解池电极，阳极都是金属电极放电。 ∴阳极是Cu失去电子被氧化，Cu=Cu2＋+2e－ Na2SO4溶液浓度为0.5 mol·dm－3， (惰性电极石墨) 如： 若用惰性电极电解熔融盐， 则金属阳离子到阴极得电子放电， 阴离子到阳极失电子放电。 电解熔融NaCl 阴极 (氧化型得电子,还原) ?阴高者先放电 阳极 (还原型失电子,氧化) ?阳低者先放电 含Cu2+、Fe2+、Ni2+、 Zn2+时，一般镀金属 非惰性金属电极优先溶解 不存在上述离子时产生氢气(H+ ) S2-、Cl-、Br-、I- 优先放电(惰性电极) 熔融盐电解， 金属阳离子放电 复杂阴离子一般不放电， OH－放电产生氧气 (惰性电极) 判断电解产物的一般规律 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。 化学腐蚀：单纯由化学作用引起的腐蚀。 金属与干燥气体(O2、Cl2、H2S、SO2等) 或有机溶剂直接发生化学反应引起的腐蚀。 电化学腐蚀：金属与电解质溶液接触组成局部电池， 按电化学机理进行反应引起的腐蚀， 反应机理跟原电池相同。 一、金属的腐蚀 §4.8 金属的腐蚀与防腐  ——电化学技术的应用 1. 金属腐蚀的类型 1、化学腐蚀 钢铁中的主要成分为：Fe、C、FeC3（渗碳体）。高温下的钢材，除生成一层由FeO、Fe2O3和Fe3O4组成的氧化皮外，同时还会发生脱碳现象。就是钢铁中的渗碳体(Fe3C)和气体介质发生化学作用而遭破坏。 （1）脱碳现象 由于金属层中的碳逐渐减少，形成脱碳层，致使钢铁硬度减小，机械性能降低，易于破坏。 例如： 氧化层 脱碳层 工件 石油加工过程中，含硫原油（含S、H2S和有机硫化物等） 在高温部位对设备造成严重的腐蚀。 其中的S和H2S直接与铁作用： 其中的有机硫化物在高温下分解，生成S、H2S等。 （2）硫腐蚀 氢腐蚀脱碳与前面所讲的O2、CO2等高温脱碳不同， O2、CO2等高温脱碳是发生在金属表面，而氢腐蚀脱碳是发生在金属内部，所以氢腐蚀更具危险性。 （3）氢腐蚀 高温高压时（温度在478K以上，压力为300×105Pa以上），氢气可以进入钢铁内部与渗碳体作用，结果使钢铁脱碳。脱碳使钢铁内部出现大量细小裂纹，因此使钢铁的强度等机械性能大大降低。这种腐蚀称为氢腐蚀。 事实证明，许多金属在干燥的空气中并没有明显的腐蚀现象，但在潮湿的空气中