金属腐蚀原理.docx
《金属腐蚀原理.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金属腐蚀原理.docx(23页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、3、3 金属腐蚀原理3 . 3 。1概述从 腐 蚀 得 定 义 及 分 类 , 我 们 知 道 腐 蚀 主 要 就 是 化 学过 程 , 我 们 可 以 把 腐 蚀 过 程 分 为 两 种 可 能 得 主 要 机 理 - - 化 学 机 理 与 电 化 学 机 理 、化 学 腐 蚀 就 是 根 据 化 学 得 多 相 反 应 机 理 , 金 属 表 面得 原 子 直 接 与 反 应 物 ( 如 氧 水 酸 ) 得 分 子 相 互 作用 。 金 属 得 氧 化 与 氧 化 剂 得 还 原 就 是 同 时 发 生 得 , 电 子从 金 属 原 子 直 接 转 移 到 接 受 体 , 而 不 就 是
2、 在 时 间 或 空间 上 分 开 独 立 进 行 得 共 轭 电 化 学 反 应 。金 属 与 不 导 电 得 液 体 ( 非 电 解 质 ) 或 干 燥 气 体 相 互作 用 就 是 化 学 腐 蚀 得 实 例 。 最 主 要 得 化 学 腐 蚀 形 式 就是 气 体 腐 蚀 , 也 就 就 是 金 属 得 氧 化 过 程 ( 与 氧 得 化 学反 应 ) , 或 者 就 是 金 属 与 活 性 气 态 介 质 ( 如 二 氧 化 硫 硫 化 氢 卤 素 蒸 汽 与 二 氧 化 碳 等 ) 在 高 温 下 得 化 学作 用 。电 化 学 腐 蚀 就 是 最 常 见 得 腐 蚀 , 金 属
3、腐部 分 均 属 于 电 化 学 腐 蚀 。 如 在 自 然 条 件 下 ( 壤 、 地 下 水 、 潮 湿 大 气 、 酸 雨 等 ) 对 金 属 得蚀 中 得 绝 大如 海 水 、 土腐 蚀 通 常 就是 电化学腐蚀.电化学腐蚀机理与纯化学腐蚀机理得基本区别就是:电化学腐蚀时,介质与金属得相互作用被分为两个独立得共轭反应。阳图 311 铁得电化学腐蚀模型 极 过 程 就 是 金 属 原 子 直 接 转 移 到溶 液 中 , 形 成 水 合 金 属 离 子 或 溶剂化金属离子;另一个共轭得阴极过程就是留在金属内得过量电子被溶液中得电子接受体或去极化剂接受而发生还 原 反 应大 播 放 l.左
4、图即就是铁得电化学腐蚀模型h ). (点击放. 3 2金属腐蚀得电化学概念1 、电极反应及电极相 : 由 化 学 性 质 与 物 理 性 质 一 致 得 物 质 组 成 得 、与 系统 得 其 她 部 分 之 间 有 界 面 隔 开 得 集 合 叫 做 相 。电 极 系 统 : 如 果 系 统 由 两 个 相 组 成 , 一 个 相 就 是 电子 导 体 ( 叫 电 子 导 体 相 ) , 另 一 个 相 就 是 离 子 导 体 ( 叫离 子 导 体 相 ) , 且 通 过 它 们 互 相 接 触 得 界 面 上 有 电 荷在 这 两 个 相 之 间 转 移 , 这 个 系 统 就 叫 电 极
5、 系 统 。将一块金属( 比如铜)浸在清除了氧得硫酸铜水溶液中 , 就 构 成 了 一 个 电 极 系 统 . 在 两 相 界 面 上 就 会 发 生 下述 物 质 变 化 :C u (M )C 2+ ( s o l ) 2 e ()这 个 反 应 就 叫 电 极 反 应 , 也 就 就 是 说 在 电 极 系 统 中伴 随 着 两 个 非 同 类 导 体 相 ( C u 与 C S O 4 溶 液 ) 之 间 得 电荷 转 移 而 在 两 相 界 面 上 发 生 得 化 学 反 应 , 称 为 电 极 反应 。 这 时 将 C u 称 为 铜 电 极 。同 样 我 们 将 一 块 金 属 放
6、 入 某 种 离 子 导 体 相 中 , 也 会发 生 类 似 得 电 极 反 应 :MM+ n e但 就 是 大 家 注 意 , 在 电 化 学 中 , 电 极 系 统 与 电 极 反 应这 两 个 术 语 得 意 义 就 是 很 明 确 得 , 但 电 极 这 个 概 念 得含 义 却 并 不 很 肯 定 , 在 多 数 场 合 下 , 仅 指 组 成 电 极 系 统得 电 子 导 体 相 或 电 子 导 体 材 料 , 而 在 少 数 场 合 下 指 得就 是 某 一 特 定 得 电 极 系 统 或 相 应 得 电 极 反 应 , 而 不 就是 仅 指 电 子 导 体 材 料 。如一块铂
7、片浸在H 气氛下得H C l 溶 液统得 就 是 电导体 相 得 水是:中, 此 时构 成电极系子导 体 相P t与离子溶液 , 其电 极反应就1 2 H + (s o l)+ e (M )我们称之为氢电极而不就是图 3- 氢电极示意图铂电极. (如左上图, 点击放大)电极反应得特点就是: 所 有 电 极 反 应 都 就 是 化 学 反 应 ,因 此 所 有 关 于化 学 反 应 得 一 些 基 本 定 律 ( 如 当 量 定 律 , 质 量 作 用 定律 ) 都 适 用 于 电 极 反 应 , 但 它 又 不 同 于 一 般 得 化 学 反应 ;电极反应必须发生在电极表面上; 3 两个共轭得
8、氧化还原反应。2 、电极电位金 属 作 为 一 个 整 体 就 是 电 中 性 得 。 当 金 属 与 溶 液 接触 时 , 由 于 其 具 有 自 发 腐 蚀 得 倾 向 , 金 属 就 会 变 成 离子 进 入 溶 液 , 留 下 相 应 得 电 子 在 金 属 表 面 上 。 结 果 使 得金 属 表 面 带 负 电 。 而 与 金 属 表 面 相 接 触 得 溶 液 带 正 电 。这 就 使 得 在 电 极 材 料 与 溶 液 之 间 得 相 界 区 不 同 于 电 极材 料 或 溶 液 本 身 , 该 相 界 区 通 常 称 为 双 电 层 . 由 于 双 电层 得 建 立 , 使
9、金 属 与 溶 液 之 间 产 生 了 电 位 差 。 这 种 电位 差 就 叫 电 极 电 位 。 随 着 时 间 得 推 移 , 进 入 溶 液 得 离子 越 来 越 多 , 留 在 表 面 得 电 子 也 越 来 越 多 , 由 于 电 子 对离 子 得 吸 引 力 , 金 属 得 离 子 化 倾 向 愈 来 愈 困 难 , 最 后 达到 平 衡 . 此 时 就 有 一 个 不 变 得 电 位 量 , 称 为 平 衡 电 位 。当 温 度 为 2 5 C , 金 属 离 子 得 有 效 浓 度 就 是 1 克 离 子 / 升 ,( 即 活 度 为 ) 时 得 平 衡 电 位 叫 标 准
10、电 极 电 位 .图3 1 3电双层结构示意图电 极 电 位 ( 金 属 与 溶 液 得 电 位 差 ) 其 绝 对 值 即 ( 金 E 液 ) 我 们 就 是 无 法 测 量 出 来 得 、这个我们从下左图中 (点击放大) 可以清楚地瞧到、我 们 要 测 如 图 中 得 ( u - l ) ,就 要 将 电 表 连 接 到 此 电 位 得 两端 , 为 此 必 须 引 入 金 属 , 所 以 实际 上 我 们 测 得 得 电 位 就 是E ( E c u - E s l ) + ( E s o E M ) + ( E e - E ) , 也 就 就 是 由 C u / 水 溶 液 与 M /
11、 水 溶 液 两 个 电 极 系 统 所 组 成 得图 -14原 电 池 得 电 动 势 . 而 这 个 为 了 测 量一个电极系统得绝对而 使 用 得 电 极 系 统 ( Me / 水 溶 液 ) 叫电位无法测量示意图参 考 电 极 ( 对 参 考 电 极 得 要 求 就 是 :电 极 反 应 应 保 持 平 衡 , 且 与 该 电 极反 应 有 关 得 各 反 应 物 得 化 学 位 应 保持 恒 定 ) 。因 此 , 确 切 地 说 我 们 测 得 得 电 极 电 位 应 就 是 待 测 电极 系 统 与 参 考 电 极 系 统 组 成 得 原 电 池 得 电 动 势 。在各种参考电极中
12、,有一个电极最重要,这就就是标准氢电极: 它就是镀了铂黑得t浸在压力为1个大气 压 得 H 2 中 构 成 得气 电氛下得H 离子活度为每升极系统, 其电极反应为: 1 克离/ 2 H2(子得溶液g )(so l)(p t)按 化 学 热 力 学 中 规 定 ,该 电 极 得 标 准 电 极 电 位 为 零 。所 以 用 标 准 氢 电 极 与 待 测 电 极 系 统 组 成 得 原 电 池 得 电动 势 即 电 极 电 位 就 可 以 认 为 就 是 等 同 于 待 测 系 统 得 电极 电 位 绝 对 值 。如 果 我 们 采 用 别 得 参 考 电 极 ( 用 饱 与 甘 汞 电 极 等
13、 ) , 那 么 所 测 得 得 电 极 电 位 与 用 标 准 氢 电 极 所 测 得 得 电 极电 位 之 间 就 有 一 个 差 值 , 这 个 差 值 只 决 定 于 参 考 电 极系 统 , 而 与 待 测 电 极 系 统 无 关 。 测 定 了 这 些 差 值 后 , 用不 同 得 参 考 电 极 测 出 得 电 极 电 位 值 之 间 可 以 互 相 换 算 .故 我 们 指 某 个 电 极 系 统 得 电 极 电 位 时 一 定 要 指 明 所 用得 参 考 电 极 类 型 .一 般 来 说 , 我 们 可 以 用 一 个 通 式 来 表 示 一 个 电 极 反应 :(- )
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 金属腐蚀 原理
链接地址:https://www.31doc.com/p-6115143.html