《金属的电化学腐蚀与防护》.ppt
第四章 电化学基础,第4节 金属的电化学腐蚀与防护,锈蚀的轮船,锈蚀的闸门,锈蚀的楼梯,锈蚀的大桥,金属被腐蚀的危害？,思考与归纳,（1）外形、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌：,（4）地下金属管道泄漏；,（5）轮船船体损坏；,全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约占各国国民生产总值的2%4%，我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有当年产量的25%-30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。,不纯的金属跟电解质溶液接触 时，会发生原电池反应，比较活 泼的金属失电子而被氧化的腐蚀 叫做电化学腐蚀。,一、金属的电化学腐蚀,1、金属腐蚀：是金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。,3、金属腐蚀的类型,（1）化学腐蚀,（2）电化学腐蚀,金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化学反应引起的腐蚀叫做化学腐蚀。,2、金属腐蚀的本质：,M - ne- = M n+,4、钢铁生锈原理,实验现象：,几分钟后,装置中的导管中水柱上升,讨论，小结：,装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， 则装置中有气体参加反应。,思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而在潮湿的空气中却易生锈？发生了什么反应？,实验4-3,钢铁的吸氧腐蚀示意图,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,水膜呈酸性,水膜呈中性或酸性很弱,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+ 2H+ = Fe2+ +H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,金属的腐蚀以电化腐蚀为主， 电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时) 若pH<5.6时则为析氢腐蚀。,2H+2e- = H2,在新疆吐鲁番和海南省两地，哪个地区铁生锈相对慢一些？为什么？,新疆吐鲁番，因为该地区相对干燥，水分稀少，而海南地区潮湿多雨，温度高，易发生电化学腐蚀。,二、金属的防护,1、原理:,防止金属失电子,2、电化学防护 牺牲阳极保护法,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属做负极。,将被保护金属作为电解池的阴极，另一导电物质作为阳极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。,外加电流的阴极保护法,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是： 。,课堂练习,(5)(2)(1)(3)(4),在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：,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,外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件,规律,防腐措施由好到坏的顺序如下：,在金属表面覆盖保护层 例如：喷涂漆；涂油脂；表面钝化；电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。,改变金属内部的组成结构，制成合金 在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%8%Cr，7%9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。,3、金属的常见其他防护方法,自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?,二、金属的防护,金属发生电化学腐蚀时,是在金属表面形成原电池反应.,(1)在金属表面覆盖保护层: a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。,这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。,b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。,1、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是_,(5)(2)(1)(3)(4),练习：,2、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是_,练习,(4)<(2)<(1)<(3),3、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（ ） A、 Fe 2e-=Fe 2+ B、 2H + + 2e- =H2 C、 4OH - - 4e-= 2H2O + O2 D、 2H2O + O2 + 4e- = 4OH -,D,4、下列事实不能用电化学理论解释的是 ( ） A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块 B、铝片不用特殊方法保护 C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快 D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用,B,课堂小结,金属的电化学腐蚀 钢铁的腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀 金属防护方法总结 1)改变金属的内部结构 2)在金属表面覆盖保护层 3)电化学保护法：牺牲阳极保护法、外加电流的保护法,作业,1.红对勾讲义 2.课时作业27,
