电化学腐蚀-第四部分

第四章电化学基础4、金属的腐蚀与防护金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈•铜器生锈铜器表面生成铜绿一、金属的腐蚀金属跟周围接触到的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。本质：金属失去电子被氧化种类：化学腐蚀、电化学腐蚀（根据与金属接触的介质不同）M–ne－＝Mn+金属的化学腐蚀受哪些因素的影响？燃气炉的中心部位最容易生锈罐头放在南极已差不多90年了，却很少生锈——温度1、化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2）或非电解质液体（如石油）直接发生化学反应做饭用的铁锅日久天长越用越薄,你知道为什么吗？不纯的金属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，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。2.电化学腐蚀电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因电解质溶液与铁和铁中少量的碳构成了原电池H2O+CO2H2CO3H++HCO3－在潮湿的空气里，钢铁的表面吸附了一层薄薄的水膜，水膜又溶解来自大气中的CO2、SO2、H2S，使水膜中含有一定量的H+铁是负极，碳是正极，在正极，H+得到电子（1）析氢腐蚀负极Fe-2e-Fe2+正极2H++2e-H2条件：酸性环境Fe2++2OH–=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3条件：中性或酸性极弱环境负极：2Fe-4e-=2Fe2+正极：2H2O+O2+4e-=4OH–(2)吸氧腐蚀水膜的酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气Fe(OH)3脱去部分水生成铁锈铁锈：Fe2O3·xH2O析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀(更普遍)条件水膜酸性较强水膜酸性很弱或中性电极反应负极正极2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-吸氧腐蚀比析氢腐蚀更为普遍课堂练习1、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈性，发生腐蚀,电极反应式为：负极：,正极：若液面下降，则溶液呈性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。（2）中性或碱性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟氧化剂直接接触不纯金属跟电解质溶液接触（发生原电池反应）现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化实例金属与氧气、氯气等物质直接反应钢铁在潮湿的空气中被腐蚀联系两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍注意的是：化学腐蚀和电化学腐蚀都是金属原子失去电子变成阳离子的过程。判断：金属腐蚀快慢的规律有防护腐蚀措施的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀∨∨∨归纳2.金属的防护方法思路一：直接隔离即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。（１）给金属穿上“保护膜”如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。2.金属的防护方法思路二：改变本质（合金）即改变金属的内部组成结构，使其具有较强的抗腐蚀性能。（２）加入其他金属改变其组成在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%～18%Cr，7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。2.金属的防护方法思路三：因势利导电化学腐蚀还是用电化学方法来解决，不回避金属与氧化剂的直接接触，采用还原性更强的物质或其他替代方式来满足氧化剂对电子的需求，从而保护主体金属构件免受腐蚀。（３）电化学防护法2.金属的防护方法电化学防护法（重点掌握）⑴牺牲阳极的阴极保护法（原电池）⑵外加电流的阴极保护法（电解池）阅读：课本第86页阅读：课本第86页判断：金属被保护的比较规律电解池的阴极保护得最好原电池的正极一般保护∨∨归纳