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- 2021-07-06 发布
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第四章 电化学基础
11 二月 2021
第四节 金属的电化学腐蚀与防护
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。
金属阳离子
失
e
-
(氧化反应)
金属腐蚀的类型
化学腐蚀
电化学腐蚀
一、金属的电化学腐蚀(主要指铁的腐蚀
金属原子
金属腐蚀的本质:
1.
金属腐蚀
M
–
ne
-
→ M
n+
—
直接反应
—
原电池反应
接触到的气体或液体不同
2
2H
+
+ 2e
-
=H
2
↑
Fe - 2e
-
= Fe
2+
Fe + 2H
+
=Fe
2+
+ H
2
↑
(1)
析氢腐蚀:
负极:
正极:
电池反应:
当钢铁处于酸性环境
中
★析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀
。
3
[
实验探究
]
将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水浸泡一下,放入下图具支试管中,观察导管中水柱变化,并思考引起变化的原因?
吸氧腐蚀
(
2)
吸氧腐蚀
4
吸氧腐蚀:
发生条件:
中性
或
酸性很弱
条件下
5
2Fe - 4e
-
= 2Fe
2+
O
2
+ 2H
2
O + 4e
-
= 4OH
-
2Fe+
O
2
+2H
2
O
=2Fe(OH)
2
4Fe(OH)
2
+O
2
+ 2H
2
O = 4 Fe(OH)
3
2Fe(OH)
3
=Fe
2
O
3
·xH
2
O+(3-x) H
2
O
进一步反应:
负极:
正极:
电池反应:
6
更多时候写成立
Fe(OH)
3
→Fe
2
O
3
·xH
2
O
这就是
铁锈
化学腐蚀
电化学腐蚀
条件
现象
本质
影响
因素
联系
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
化学腐蚀与电化学腐蚀的比较
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性有关
两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍
7
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)
讨论与交流
8
结论
判断金属腐蚀快慢的规律
电解池
→
外界力量
→
外力无法抗拒
电解池的阳极>原电池的负极>化学腐蚀>原电池的正极>电解池的阴极
1
、电解原理引起的腐蚀 > 原电池原理引起的腐蚀 > 化学腐蚀>防腐措施的腐蚀
2
、对同一种金属来说,腐蚀的快慢:
强电解质溶液 > 弱电解质溶液 > 非电解质溶液
3
、活泼性不同的两金属,活泼性差别越大,腐蚀越快。
4
、对同一种电解质溶液来说,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。
9
金属的防护方法:
1、
添加保护层
①
刷油漆
②
包一层塑料
③
镀上一层耐腐蚀的金属
2、
改变金属结构即制成合金
3、
原电池保护法:牺牲阳极的阴极保护法
4、
外加电源的阴极保护法
本节内容只解释后二种方法!
原理 :
形成原电池时,让
被保护金属
作
正极
(
阴极
)
,不反应受到保护;而
活泼金属
作
负极
(
阳极
)
,反应受到腐蚀。
1.
牺牲阳极的阴极保护法
二、金属的电化学防护
11
12
科学探究
验证牺牲阳极的阴极保护法
13
辅助阳极(不溶性)
2.
外加电流的阴极保护法
原理 :
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。
14
除此以外还有哪些防护方法?
15
金属防护的几种重要方法
:
①
在金属表面覆盖保护层。
②
改变金属内部的组成结构,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。
归纳与整理
16
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
-
=
Fe
2+
O
2
+2H
2
O+4e
-
=
4OH
-
酸性
析氢
Fe–2e
-
=
Fe
2+
2H
+
+2e
-
=
H
2
↑
课堂练习
17