第四节电化学腐蚀.ppt

第四章 电化学基础 第四节 电化学腐蚀 Add your company slogan * 我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢材37117.02万吨） ，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%；约合人民币：3000亿元（ 2005年我国国内生产总值将达15万亿元） 。 根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和，在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。 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。 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的生命安全。 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？ 1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？ 2、化学腐蚀和哪些因素有关？ 3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？ 阅读课本，并回答下列问题 金属阳离子 失e- 氧化反应 （三）金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化腐蚀 一、 金属的腐蚀 金属原子 （二）金属腐蚀的本质： （一）金属腐蚀： 是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。 M – ne-→Mn+ 1、化学腐蚀： 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。 2、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。 电化学腐蚀的类型 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 为什么铁在干燥的空气中不易生锈，在潮湿的空气中却易生锈？ 钢铁表面形成的微小原电池示意图 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 思考：你能写出它们的电极反应式？ 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 Fe2O3 · nH2O （铁锈） 通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性 水膜呈中性或 酸性很弱或碱性 电极反应 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+ 2Fe-4e-=2Fe2+ 正极C(+) 2H++2e-=H2↑ O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应: Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 联系 原理 ： 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。 1、牺牲阳极的阴极保护法 二、金属的电化学保护 Fe Al ne- e- e- e- e- 牺牲阳极的阴极保护法示意图 2、外加电流的阴极保护法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。 辅助阳极（不溶性） 外加电流的阴极保护法示意图 除此以外还有其它防护方法？ 2、金属防护的几种重要方法 ①在金属表面覆盖保护层。 ②改变金属内部的组织结构，制成合金。 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。 例1、下列叙述正确的为 A、原电池中阳离子向负极移动 B、原电池中的负极发生氧化反应 C、马口铁（镀锡）的表面一旦破损，铁腐蚀加快 D、白铁（镀锌）的表面一旦破损，铁腐蚀加快 2、2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是 A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金； B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去； C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化； D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金； （ D ） 3.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5) (2) (1) (3) (4) 下图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是 A．生铁块中的碳是原电池的正极B．红墨