第四节-金属的电化学腐蚀与防护.ppt

我国作为世界上钢铁产量最多的国家，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%～4%。 金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 钢铁生锈 金属的腐蚀在生活中非常普遍 铜器生锈 铜器表面生成铜绿 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？ 阅读课本回答以下问题： 1.什么是金属腐蚀？其本质是什么？ 2.金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两者有何不同？ 金属的电化学腐蚀 金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象叫金属的腐蚀(或锈蚀)。 定义： 本质： 金属失去电子被氧化 M - ne- = Mn+ 分类 一、金属的腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 金属跟接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀 定义： 影响因素： 金属的活泼性 环境的温度 氧化剂浓度等 1、化学腐蚀 例如： 铁与氯气直接反应而被腐蚀 钢管被原油中的含硫化合物腐蚀 2、电化学腐蚀 ⑴定义： 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。 ⑵原理： 原电池反应 ⑶本质： 氧化还原反应 例如： 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀 影响 因素 联系 本质 现象 条件 电化学腐蚀 化学腐蚀 金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 无电流产生 有微弱电流产生 金属被氧化 较活泼金属被氧化 与接触物质的氧化性及温度有关 与电解质溶液的酸碱性及金属活动性有关 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 化学腐蚀与电化学腐蚀的区别 钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢? 在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等气体，这样在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳构成无数微小的原电池。 根据水膜的酸性强度，分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀 ⑵吸氧腐蚀 水膜酸性很弱或呈中性时，发生吸氧腐蚀 负极: Fe – 2e- = Fe2+ 正极: 2H+ + 2e- = H2↑ 负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极: 2H2O + O2 + 4e- = 4OH– 电解质溶液呈较强酸性时，发生析氢腐蚀 ⑴ 析氢腐蚀 总反应： Fe +2H+ = Fe2+ + H2↑ 总反应： 2Fe +O2+2H2O = 2Fe(OH)2 Fe(OH)2与O2作用： 4Fe(OH)2 +O2+2H2O = 4Fe(OH)3 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 电极反应 负极(Fe) 正极(C) 总反应 进一步反应 联系 水膜呈酸性 水膜呈弱酸性或呈中性 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3·nH2O 通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀为主 Fe-2e- = Fe2+ 　Fe-2e- = Fe2+ 2H+ + 2e- =H2 O2+4e-+2H2O=4OH- Fe+2H+=Fe2++H2 ③电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。 金属防护的几种重要方法 原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。 二、金属的防护 ①改变金属内部的组织结构，制成合金(如不锈钢）。 ②在金属表面覆盖保护层。如油漆、油脂等，电镀 Zn、Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。 第 * 页 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属反应受到腐蚀 锌板 钢闸门 海水 1、牺牲阳极的阴极保护法 负极：锌板 正极：钢闸门 第 * 页 在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零 辅助阳极 钢闸门 海水 2、外加电流的阴极保护法 阳极：惰性电极 阴极：被保护的 钢铁设备 下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 。 (5) (2) (1) (3) (4)