4-3金属的腐蚀与防护ppt课件-（2019）新人教版高中化学高二上学期选择性必修一.pptx

1、铁锈的主要成铁锈的主要成FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O O金属的腐蚀现象非常普遍金属的腐蚀现象非常普遍 金属被腐蚀金属被腐蚀后后，在在外形、色泽以及机械性能外形、色泽以及机械性能等方面就会发生一定的变化等方面就会发生一定的变化.四川宜宾市城区的南门大桥四川宜宾市城区的南门大桥钢铁钢铁生锈生锈造成大桥造成大桥断裂断裂！金属腐蚀危害严重金属腐蚀危害严重金属腐蚀还可能造成环境污染。金属腐蚀还可能造成环境污染。面对金属腐蚀的危害，面对金属腐蚀的危害，有没有想过有没有想过，金属金属 是怎样被腐蚀的呢是怎样被腐蚀的呢？怎样才能防止金属被怎样才能防止金属被腐蚀呢腐蚀呢？类型：类型：电化学腐蚀电化

2、学腐蚀定义：定义：本质：本质：接触的接触的介质介质不同，发生腐蚀的不同，发生腐蚀的化学原理化学原理不同不同析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀化学腐蚀化学腐蚀金属腐蚀金属腐蚀金属原子金属原子 金属金属_，发生，发生_反应反应失去失去 e e- -阳离子阳离子氧化氧化走近课堂走近课堂一、一、金属的腐蚀金属的腐蚀原理：原理：定义：定义：金属金属跟跟氧化剂氧化剂直接发生直接发生氧化还原反应氧化还原反应。化学腐蚀化学腐蚀实例：实例：特点：特点： 铁与氯气直接反应而腐蚀；输油、输气的钢铁与氯气直接反应而腐蚀；输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀。管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀。 无电流产生无

3、电流产生，化学腐蚀的速度随，化学腐蚀的速度随温度温度升高而升高而加快。加快。例如：例如：钢材在高温下容易被氧化，表面生成由钢材在高温下容易被氧化，表面生成由FeOFeO、FeFe2 2O O3 3、FeFe3 3O O4 4组成的一层氧化物。组成的一层氧化物。电电化学腐蚀化学腐蚀定义：定义： 不纯的金属不纯的金属与与电解质溶液电解质溶液接触时，接触时，发生原电发生原电池反应池反应，比较活泼的金属发生氧化反应而，比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀被腐蚀。原理：原理：较活泼较活泼的金属失去电子被氧化。的金属失去电子被氧化。实例：实例：钢铁制品在潮湿的空气中的钢铁制品在潮湿的空气中的锈蚀。锈蚀。特点

4、：特点：有微弱的电流产生有微弱的电流产生。化学腐蚀化学腐蚀与与电化学腐蚀电化学腐蚀的的联系：联系： 化学腐蚀和电化学腐蚀化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生往往同时发生，但，但电电化学腐蚀更普遍化学腐蚀更普遍，危害更大危害更大，腐蚀速率更快腐蚀速率更快。为什么钢铁在为什么钢铁在干燥的空气干燥的空气中中不易生锈不易生锈，而在，而在 潮湿的空气潮湿的空气中却中却很容易很容易生锈生锈, ,这是什么原因这是什么原因呢呢? ?钢铁的电化学腐蚀钢铁的电化学腐蚀原电池的组成：原电池的组成：负极：铁负极：铁 正极正极：碳：碳 电解质：电解质：潮湿空气潮湿空气种类：种类： 根据钢铁表面根据钢铁表面水膜的酸性水膜的酸

5、性强弱强弱分为分为析氢腐蚀析氢腐蚀和吸氧腐蚀和吸氧腐蚀 水膜酸性较强水膜酸性较强Fe + 2H+ Fe2+ + H2 负负极：极：正正极：极：总反应总反应： 在在酸性环境酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断中，由于在腐蚀过程中不断有有H2放出放出，所以叫做，所以叫做析氢析氢腐蚀。腐蚀。 析氢腐蚀：析氢腐蚀：水膜酸性很弱或呈中性，溶有一定量的氧气水膜酸性很弱或呈中性，溶有一定量的氧气负负极：极：正正极：极：总反应总反应： 由于在腐蚀过程中不断由于在腐蚀过程中不断消耗消耗O2，所以叫做，所以叫做吸吸氧氧腐蚀。腐蚀。 吸氧腐蚀：吸氧腐蚀：4Fe(OH)4Fe(OH)2 2 + O+ O2 2 + 2H

6、+ 2H2 2O O 4Fe(OH) 4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3 Fe Fe2 2O O3 3xHxH2 2O + (3-x) HO + (3-x) H2 2O O2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2 金属的金属的吸氧腐蚀和析氢腐蚀吸氧腐蚀和析氢腐蚀.mp4实验现象：实验现象： 结论：结论：导管中水柱上升，铁钉表面有铁锈生成导管中水柱上升，铁钉表面有铁锈生成 装置中装置中Fe、C、饱和食盐水构成了、饱和食盐水构成了Fe-C-饱和饱和食盐水原电池，食盐水原电池，Fe作负极，作负极，C作正极，饱和食盐作正极，饱和食盐水作电解质溶液，由于水作电解质溶液，由于N

7、aCl溶液呈中性，发生吸溶液呈中性，发生吸氧腐蚀氧腐蚀实验现象：实验现象： 结论：结论： 未滴加硫酸铜溶液时，两支试管中产生气泡未滴加硫酸铜溶液时，两支试管中产生气泡的速率相等；滴加硫酸铜溶液的试管内产生气泡的速率相等；滴加硫酸铜溶液的试管内产生气泡的速率变快的速率变快 滴加硫酸铜溶液后，装置中滴加硫酸铜溶液后，装置中Zn、Cu、稀盐、稀盐酸构成了酸构成了Zn-Cu-稀盐酸原电池，稀盐酸原电池，Zn作负极，作负极，Cu作正极，稀盐酸作电解质溶液，由于稀盐酸呈酸作正极，稀盐酸作电解质溶液，由于稀盐酸呈酸性，发生析氢腐蚀性，发生析氢腐蚀二、二、金属的防护金属的防护方法：方法：实例：实例：把铬、镍等

8、加入普通钢中制成不锈钢产品；把铬、镍等加入普通钢中制成不锈钢产品； 改变金属材料的组成改变金属材料的组成 在金属中在金属中添加添加其他金属或非金属其他金属或非金属。 钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良钛合金不仅具有优异的抗腐蚀性，还具有良好的生物相容性好的生物相容性 在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层方法：方法： 在在金属表面金属表面覆盖致密的保护层覆盖致密的保护层，将金属制品，将金属制品与周围物质隔开。与周围物质隔开。实例：实例：非金属保护层：非金属保护层：在钢铁制品的表面喷涂油漆、在钢铁制品的表面喷涂油漆、矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；矿物性油脂或覆盖搪瓷、塑料等；金属保护层：金

9、属保护层：用电镀等方法在钢铁表面镀上一用电镀等方法在钢铁表面镀上一层锌、锡、铬、镍等金属；层锌、锡、铬、镍等金属；钝化处理：钝化处理：利用阳极氧化处理铝制品的表面，利用阳极氧化处理铝制品的表面，使之形成致密的氧化膜而钝化；等等。使之形成致密的氧化膜而钝化；等等。 另外，采用离子注入、表面渗镀等方式在金另外，采用离子注入、表面渗镀等方式在金属表面也可以形成稳定的钝化膜。属表面也可以形成稳定的钝化膜。 发蓝处理：发蓝处理：用化学方法在钢铁部件表面进行发用化学方法在钢铁部件表面进行发蓝处理蓝处理(生成一层致密的四氧化三铁薄膜生成一层致密的四氧化三铁薄膜)；烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林

10、镀锌镀锌镀铬镀铬你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗? ?电电化学保护法化学保护法牺牲阳极法牺牲阳极法 利用利用原电池原理原电池原理将将被保护的金属被保护的金属作为作为原电池原电池的正极的正极而受到保护而受到保护，活泼金属活泼金属(Zn(Zn、Mg)Mg)作为作为原电池原电池的负极的负极而而被腐蚀的方法。被腐蚀的方法。用用牺牲锌块牺牲锌块的方法来的方法来保护保护船身船身，锌块必须定期更换，锌块必须定期更换用用牺牲锌板牺牲锌板的方法来的方法来保护保护钢闸门钢闸门，锌板必须定期更换，锌板必须定期更换实验实验4-44-4 金属的防护金属的防护.

11、mp4指针偏转指针偏转逐渐溶解逐渐溶解质量不变质量不变，有气泡产生有气泡产生，加入铁氰化钾溶液，无变化加入铁氰化钾溶液，无变化结论结论: : Fe Fe、ZnZn和经过酸化的和经过酸化的NaClNaCl溶液构成原电池；溶液构成原电池；该装置中铁未被腐蚀该装置中铁未被腐蚀原因解释：原因解释：实验现象：实验现象： 培养皿（培养皿（a a），），靠近锌皮处靠近锌皮处颜色无变化颜色无变化，靠，靠近裸露在外的铁钉处近裸露在外的铁钉处出现红色出现红色； 培养皿（培养皿（b b），），靠近铜丝处靠近铜丝处出现红色出现红色，靠近，靠近裸露在外的铁钉处裸露在外的铁钉处出现蓝色出现蓝色。 利用利用电解原理电解原理

12、把把被保护的金属被保护的金属作为作为电解池的电解池的阴极阴极，惰性电极惰性电极作为作为辅助阳极辅助阳极。通电后，电子被。通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面腐蚀电流降至零或接近零，从而被保护。流降至零或接近零，从而被保护。外加电流法外加电流法常用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。常用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。 采用的辅助阳极在化学性质上要求是采用的辅助阳极在化学性质上要求是不同不同的，的，牺牲阳极法牺牲阳极法采用的辅助阳极金属材料的活动性必采用的辅助阳极金属材料的活动性必须比被保护的金属的活动性要须比被保护的金属的

13、活动性要强强，外加电流法外加电流法的的辅助阳极只起导电作用，惰性电解和金属均可作辅助阳极只起导电作用，惰性电解和金属均可作辅助阳极，但最好选用惰性电极。辅助阳极，但最好选用惰性电极。根据不同的设计条件选用不同的金属或非金属根据不同的设计条件选用不同的金属或非金属材料；材料；控制和改善环境介质因素控制和改善环境介质因素( (如选用缓蚀剂如选用缓蚀剂) )等。等。其他方法其他方法金属防护包括生产设计、选材、防腐措施、施金属防护包括生产设计、选材、防腐措施、施工、监测、管理和维护等环节，需要进行综合评工、监测、管理和维护等环节，需要进行综合评价和决策。价和决策。拓展：拓展：金属的防护金属的防护在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解池的阳极电解池的阳极原电池的负极原电池的负极化学腐蚀化学腐蚀原原电池的正极电池的正极电解池的阴极电解池的阴极有防护措施的腐蚀有防护措施的腐蚀防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防护条件保护无防护条件护法有一般防护条件保护无防护条件