金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)ppt課件

.,第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù),.,鋼鐵生銹,金屬的腐蝕在生活中非常普遍,銅器表面產(chǎn)生銅綠,.,書(shū)寫以下裝置的電極反應(yīng)和總反應(yīng),1、a為鐵，b為石墨，電解質(zhì)溶液為稀硫酸,2、a為鐵，b為石墨，電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液,3、a為鐵，b為鋅，電解質(zhì)溶液為硫酸,4、a為鐵，b為鋅，電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液,6、a為鐵，b為石墨，電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液,7、a為石墨，b為鐵，電解質(zhì)溶液為氯化鈉溶液,一、,二、,（一）,（二）,(為了加快反應(yīng)，往b中通入氧氣）,（為了加快反應(yīng)，往a中通入氧氣）,.,我國(guó)作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國(guó)家，每年被腐蝕的鐵占到我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因?yàn)榻饘俑g而造成的損失占到國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的2%4%。金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴(yán)重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無(wú)法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對(duì)安全構(gòu)成威脅。,面對(duì)這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實(shí)，大家有沒(méi)有想過(guò)，鐵怎么會(huì)被腐蝕？怎樣防腐？,.,金屬的腐蝕,金屬與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。,其本質(zhì)是金屬原子失去電子被氧化的過(guò)程。,M-ne-Mn+,閱讀課本回答以下問(wèn)題：,1.什么是金屬腐蝕？其本質(zhì)是什么？,2.金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，兩者有何不同？,.,金屬跟干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸,不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸,無(wú)電流產(chǎn)生,有微弱電流產(chǎn)生,金屬被氧化,較活潑金屬被氧化,與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān),與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān),兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍,化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的區(qū)別,.,鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?,在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水中溶有O2、CO2、SO2等氣體，這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池。,.,2020/4/26,8,負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+,正極：2H+2e-=H2,請(qǐng)寫出下列電極方程式？,A,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,總反應(yīng)：2H+Fe=Fe2+H2,條件：酸性環(huán)境,.,溶液反應(yīng)：Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O,正極：O2+2H2O+4e-=4OH-,A,負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+,總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,條件：中性或酸性極弱環(huán)境,.,將用酸洗除銹的鐵釘，在飽和食鹽水浸泡后放在如圖所示的裝置中，幾分鐘后觀察導(dǎo)管中水柱的變化,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：,幾分鐘后,裝置中的導(dǎo)管中水柱上升,說(shuō)明裝置中有氣體參加反應(yīng)。,結(jié)論：,.,水膜呈酸性,水膜呈弱酸性或呈中性,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,Fe2O3nH2O,通常兩種腐蝕同時(shí)存在,但以吸氧腐蝕為主,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+4e-+2H2O=4OH-,.,例1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：、若液面上升，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：、若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：正極：例2、鋼鐵在銹蝕過(guò)程中，下列5種變化可能發(fā)生的是Fe由+2價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)、O2被還原、產(chǎn)生H2、Fe(OH)3失水形成Fe2O3H2O、雜質(zhì)碳被氧化除去A.B.C.D.,.,金屬腐蝕快慢的判斷(1)電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕。(2)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動(dòng)性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越，活潑金屬被腐蝕的速度越。(3)同一種金屬的腐蝕：在強(qiáng)電解質(zhì)中_弱電解質(zhì)中非電解質(zhì)中。,快,快,.,下列各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是。,(5),(2),(1),(3),(4),.,討論鑒于金屬發(fā)生腐蝕的原因，我們可以從哪些方面設(shè)想解決問(wèn)題的思路？,思路一：直接隔離即可選用適當(dāng)?shù)牟牧鲜菇饘倥c空氣或其他腐蝕性試劑隔離開(kāi)，以阻止金屬的腐蝕。,1、給金屬穿上“保護(hù)膜”例如：噴涂漆；涂油脂；表面鈍化電鍍表面鈍化；電鍍(在鋼鐵表面形成鉻等耐腐蝕性較強(qiáng)的金屬鍍層)等。,二、金屬的防護(hù),思路二：改變本質(zhì)即改變金屬的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)，使其具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能。,2、加入其他金屬改變其組成在鋼鐵中加入一定比例的鉻和鎳（如14%8%Cr，7%9%Ni），改變鋼鐵內(nèi)部的組成和結(jié)構(gòu)，可極大程度地提高鋼鐵抗腐蝕性能，這就是常見(jiàn)的“不銹鋼”(合金)。,.,原理：,形成原電池時(shí)，讓被保護(hù)金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護(hù)；而活潑金屬作負(fù)極(陽(yáng)極)，反應(yīng)受到腐蝕。,1.犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,三、金屬的電化學(xué)防護(hù),.,2.外加電流的陰極保護(hù)法將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備（如鋼閘門）做陰極，用惰性電極做輔助陽(yáng)極，在外加直流電作用下，電子被迫流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備，使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。,.,金屬的電化學(xué)防護(hù),在同一電解質(zhì)溶液中防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法有一般防腐條件保護(hù)無(wú)防腐條件,問(wèn)題探究：探究一：鍍鋅鐵片比鍍錫鐵片哪個(gè)更容易被腐蝕？為什么？探究二：純鋅和粗鋅哪個(gè)更易和酸反應(yīng)？如向酸中再加硫酸銅又會(huì)有什么現(xiàn)象？,.,.,1.鋼鐵銹蝕過(guò)程中可能發(fā)生的變化是()Fe由單質(zhì)轉(zhuǎn)化為+2價(jià)；Fe由+2價(jià)轉(zhuǎn)化為+3價(jià)；產(chǎn)生氫氣；產(chǎn)生氧氣；雜質(zhì)C被氧化除去；Fe（OH）3失水變成Fe2O33H2O.A.B.C.只有D.全部,A,.,2.為保護(hù)地下鋼管不被腐蝕，可采用的方法是()A.與直流電源負(fù)極相連接B.與直流電源的正極相連接C.與銅板相連接D.與鋅板相連接,AD,.,3.以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無(wú)關(guān)的是（）A.黃銅(銅鋅合金)制作的鑼不易產(chǎn)生銅綠B.生鐵比純鐵容易生