金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) ppt

1、第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) 第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù) 金屬腐蝕金屬腐蝕 我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2015年年 全國生產(chǎn)鋼材全國生產(chǎn)鋼材8.03億噸）億噸） ，每年被腐蝕的鐵占，每年被腐蝕的鐵占 到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕 而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%4%；約；約 合人民幣：合人民幣：20000億元億元 另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水水 災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的災(zāi)、火災(zāi)、

2、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和總和， 在這里在這里還不包括還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和 爆炸等造成的間接損失。爆炸等造成的間接損失。 閱讀：閱讀： 金屬腐蝕的主要害處，金屬腐蝕的主要害處，不僅在不僅在于金屬本身的損失，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 本身要大到無法估量。本身要大到無法估量。 腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。 國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機(jī)因 某一零部件破裂而某一

3、零部件破裂而墜毀墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌塌 陷陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸爆炸；化；化 工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染污染；管道；管道 和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體 如如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和等的泄漏，更會危及工作人員和 附近居民的附近居民的生命安全生命安全。 面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害 事實，大家有沒有想過，事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被鐵怎么會被 腐蝕

4、？怎樣防腐？腐蝕？怎樣防腐？ 1、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？ 2、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)？、化學(xué)腐蝕和哪些因素有關(guān)？ 3、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？分別、什么是電化學(xué)腐蝕？有哪些類別？分別 發(fā)生哪些電極反應(yīng)？發(fā)生哪些電極反應(yīng)？ 金屬陽離子金屬陽離子 失失e- 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) （三）金屬腐蝕的類型（三）金屬腐蝕的類型 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 電化腐蝕電化腐蝕 一、一、 金屬的電化學(xué)腐蝕金屬的電化學(xué)腐蝕 金屬原子金屬原子（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（二）金屬腐蝕的本質(zhì)： （一）金屬腐蝕：（一）金屬腐蝕： 是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化是指金屬或合金跟接觸的氣體或

5、液體發(fā)生氧化 還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。 1、化學(xué)腐蝕：、化學(xué)腐蝕： 金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。 影響因素：和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。影響因素：和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。 2、電化學(xué)腐蝕：、電化學(xué)腐蝕：不純的金屬或合金與電解不純的金屬或合金與電解 質(zhì)溶液接觸，會質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應(yīng)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活，比較活 潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。 電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕的類型的類型 析氫腐蝕析氫腐蝕 吸氧腐蝕吸氧腐蝕 為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹，為什么鐵在干

6、燥的空氣中不易生銹， 在潮濕的空氣中卻易生銹？在潮濕的空氣中卻易生銹？ 鋼鐵表面形成的微小原電池示意鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖圖 鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意示意圖圖鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意示意圖圖 思考：你能寫出它們的電極反應(yīng)式？思考：你能寫出它們的電極反應(yīng)式？ 鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較 Fe2O3 nH2O （鐵銹鐵銹） 通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。 析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕 條件條件 水膜呈水膜呈較強(qiáng)較強(qiáng)酸性酸性 水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極Fe(-

7、 )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+ 正極正極C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH- 總反應(yīng)總反應(yīng): Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 聯(lián)系聯(lián)系 思考與交流思考與交流 將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下， 放入如圖所示的具支試管中幾分鐘后，導(dǎo)管放入如圖所示的具支試管中幾分鐘后，導(dǎo)管 中的水柱上升了，你知道為什么嗎？中的水柱上升了，你知道為什么嗎？ 課堂練習(xí)課堂練習(xí) 1、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵

8、釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察： （1）若液面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：電極反應(yīng)式為：負(fù)極： , 正極：正極： 若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為： 負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 。 （2） 中性或弱酸中性或弱酸 吸氧吸氧 Fe2e-Fe2+ O2+2H2O+4e-4OH 較強(qiáng)酸較強(qiáng)酸 析氫析氫 Fe2e-Fe2+ 2H+2e-H2 請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考 應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？ 交流與討論

9、交流與討論 原理原理 ： 形成原電池反應(yīng)時，讓形成原電池反應(yīng)時，讓被保護(hù)金屬被保護(hù)金屬做做正正 極極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金活潑金 屬反應(yīng)受到腐蝕屬反應(yīng)受到腐蝕。 1 1、犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法 二、金屬的保護(hù)二、金屬的保護(hù) （一）電化學(xué)防護(hù)（一）電化學(xué)防護(hù) 犧牲陽極犧牲陽極的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖 2 2、外加電流法外加電流法 將將被保護(hù)金屬被保護(hù)金屬與另一與另一附加電極附加電極作為電解池的作為電解池的 兩個極，使兩個極，使被保護(hù)的金屬被保護(hù)的金屬作為作為陰極陰極，在外加直流，在外加直流 電的作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止電的作用下

10、使陰極得到保護(hù)。此法主要用于防止 土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。 輔助陽極輔助陽極 （不溶性）（不溶性） 外加電流外加電流的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖 除此以外還有其它防護(hù)方法？除此以外還有其它防護(hù)方法？ （二） 在金屬表面覆蓋保護(hù)層。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。 發(fā)藍(lán)（烤藍(lán)，鈍化），刷油漆，涂油脂發(fā)藍(lán)（烤藍(lán)，鈍化），刷油漆，涂油脂 ， 電鍍等電鍍等 （三）改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。（三）改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。 二、金屬防護(hù)的幾種重要方法二、金屬防護(hù)的幾種重要方法 在金屬表面覆蓋保護(hù)層。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。 改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。改變