电化学腐蚀课件.ppt
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- 电化学 腐蚀 课件
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1、一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀1金属的腐蚀金属的腐蚀(1)概念概念金属或合金与周围的金属或合金与周围的 物质发生物质发生 反应反应而引起损耗的现象而引起损耗的现象气体或液体气体或液体氧化还原氧化还原考纲导学(2)实质实质金属原子金属原子 电子变成阳离子的过程即金属发生了电子变成阳离子的过程即金属发生了 反应反应(3)类型类型根据与金属根据与金属 不同,可分为不同,可分为 腐蚀和腐蚀和 腐蚀腐蚀失去失去氧化氧化接触的介质接触的介质化学化学电化电化学学2化学腐蚀化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体如金属跟接触到的干燥气体如(O2、Cl2、SO2等等)或非电或非电解质液体解质液体(如石油如石油)
2、等直接发生等直接发生 而引起的腐蚀而引起的腐蚀3电化学腐蚀电化学腐蚀(1)概念概念不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生 反应,反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化比较活泼的金属失去电子而被氧化化学反应化学反应原电池原电池类型类型吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀条件条件水膜呈水膜呈 或或 水膜呈水膜呈正极反应正极反应负极反应负极反应总反应总反应2H2OO24e= = 4OH弱酸性弱酸性中性中性酸性酸性2H2e=H2Fe2e = = Fe22FeO22H2O= = 2Fe(OH)2Fe2H = = Fe2H2(2)分类)分类 以钢铁的腐蚀为例以钢铁的腐蚀为例将纯
3、铁放入稀将纯铁放入稀H2SO4中,发生的是析氢腐蚀吗?中,发生的是析氢腐蚀吗?提示:提示:不是析氢腐蚀是指不纯的金属不是析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金或合金)接触接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀,纯铁与稀的腐蚀,纯铁与稀H2SO4发生的是化学腐蚀发生的是化学腐蚀二、金属的防护二、金属的防护1改变金属内部组织结构改变金属内部组织结构如制成如制成 等等2金属表面加保护层金属表面加保护层如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法方法合金合金3电化学保护电化学保护(1)牺牲阳极的阴极
4、保护法牺牲阳极的阴极保护法 原理原理被保护的金属上连接一种更被保护的金属上连接一种更 的金属,被保护的金的金属,被保护的金属作原电池的属作原电池的 极极(2)外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法 原理原理被保护的金属与电源的被保护的金属与电源的 极相连,作电解池的极相连,作电解池的 极极原电池原电池正正活泼活泼电解池电解池负负阴阴考点一:金属的腐蚀考点一:金属的腐蚀 1化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀(主要主要)定义定义金属与接触到的干金属与接触到的干燥气体燥气体(如如O2、Cl2、SO2等等)或非电解质或非电解质液体液体(如石油如石油)等直等直
5、接发生化学反应引接发生化学反应引起的腐蚀起的腐蚀不纯金属不纯金属(或合金或合金)接触到电解接触到电解质溶液所发生的原电池反应,质溶液所发生的原电池反应,较活泼金属失去电子被氧化较活泼金属失去电子被氧化而引起的腐蚀而引起的腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀(主要主要)析氢腐蚀析氢腐蚀条件条件金属与物质直接接金属与物质直接接触触水膜中溶有水膜中溶有O2,显弱酸性或中性显弱酸性或中性水膜酸性水膜酸性较强较强2金属腐蚀快慢的影响因素金属腐蚀快慢的影响因素不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成原电池发生不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成原电池发生电化学腐蚀,活泼金属因被腐蚀而损耗金属腐蚀的电化学腐蚀,活泼金属因被腐蚀
6、而损耗金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关:快慢与下列两种因素有关:(1)与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性相差越与构成原电池的材料有关,两极材料的活泼性相差越大,氧化还原反应的速率越快,金属被腐蚀的速率就大,氧化还原反应的速率越快,金属被腐蚀的速率就越快越快(2)与金属所接触的电解质强弱有关,活泼金属在电解质溶与金属所接触的电解质强弱有关,活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解液中的腐蚀快于在非电解质溶液中的腐蚀,在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀一般说来可用下列原则判断:一般说来可用下列原则判断:电解原理引起
7、的腐蚀电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐化学腐蚀蚀有防腐蚀措施的腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀1改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构例如:把铬、镍等加入普通钢里制成的不锈钢,就大例如:把铬、镍等加入普通钢里制成的不锈钢,就大大地增加了钢铁的抗腐蚀力大地增加了钢铁的抗腐蚀力 考点二:金属的防护方法考点二:金属的防护方法2在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖致密的保护层,从而使金属制品跟周围在金属表面覆盖致密的保护层,从而使金属制品跟周围物质隔离开来,这是一种普遍采用的防护方法物质隔离开来,这是一种普遍采用的防护方法以钢铁的防护为例,根据保护层成分的
8、不同,可分为如以钢铁的防护为例,根据保护层成分的不同,可分为如下几种:下几种:(1)在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质例如,船身、车厢、水桶等常涂油漆;汽车外壳常质例如,船身、车厢、水桶等常涂油漆;汽车外壳常喷漆;枪炮、机器常涂矿物性油脂等喷漆;枪炮、机器常涂矿物性油脂等 (2)用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层不易用电镀、热镀、喷镀的方法,在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等这些金属都能被被腐蚀的金属,如锌、锡、铬、镍等这些金属都能被氧化而形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止水和空气氧化而形成一层致密的
9、氧化物薄膜,从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀例如,常用的白铁就是在薄钢板上热等对钢铁的腐蚀例如,常用的白铁就是在薄钢板上热镀上一层锌;做罐头用的马口铁皮就是在镀上一层锌;做罐头用的马口铁皮就是在 薄钢板上热镀薄钢板上热镀上一层无毒而又耐腐蚀的锡;自行车钢圈就是用电镀的上一层无毒而又耐腐蚀的锡;自行车钢圈就是用电镀的方法镀上一层既耐腐蚀又耐磨的铬或镍方法镀上一层既耐腐蚀又耐磨的铬或镍(3)用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜用化学方法使钢铁表面生成一层致密而稳定的氧化膜例如,工业上常借一些溶液的氧化作用,在机器零件、例如,工业上常借一些溶液的氧化作用,在机器零件、精密仪器、枪炮等钢铁制件
10、的表面上形成一层致密的精密仪器、枪炮等钢铁制件的表面上形成一层致密的黑色的四氧化三铁薄膜黑色的四氧化三铁薄膜3电化学保护法电化学保护法(1)牺牲阳极的阴极保护法常用于保护海轮外壳及石牺牲阳极的阴极保护法常用于保护海轮外壳及石油管道等油管道等(2)外加电流的阴极保护法主要用于防止土壤、海水外加电流的阴极保护法主要用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀及河水中的金属设备的腐蚀1(2011福建高三质检福建高三质检)打开右图所打开右图所示装置中的止水夹,一段时间后,示装置中的止水夹,一段时间后,可能观察到的现象是可能观察到的现象是 ()A烧杯中有气泡产生烧杯中有气泡产生B试管内有黄绿色气体产生试管
11、内有黄绿色气体产生C铁丝网的表面产生锈迹铁丝网的表面产生锈迹D烧杯内溶液变红色烧杯内溶液变红色随堂演练解析:解析:用食盐水浸润的铁丝网发生吸氧腐蚀,用食盐水浸润的铁丝网发生吸氧腐蚀,NaCl溶液溶液不参与反应,仅仅充当电解质溶液,铁丝网的表面产生不参与反应,仅仅充当电解质溶液,铁丝网的表面产生锈迹,锈迹,C对、对、B错;吸氧腐蚀过程中消耗氧气,因此试错;吸氧腐蚀过程中消耗氧气,因此试管中压强减小,烧杯内液体进入试管中,管中压强减小,烧杯内液体进入试管中,A错;由于吸错;由于吸氧腐蚀中正极反应为:氧腐蚀中正极反应为:O22H2O4e = = 4OH,因,因此进入试管内的液体变红而烧杯中溶液不变色
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