金屬的電化學腐蝕和防護

1、遼河油田第一高中我國每年被腐蝕的鐵我國每年被腐蝕的鐵約合人民幣：約合人民幣：3000億元億元 全世界每年因金屬腐蝕造成經(jīng)濟損失約達全世界每年因金屬腐蝕造成經(jīng)濟損失約達7000億美元億美元腐蝕對安全構(gòu)成威脅腐蝕對安全構(gòu)成威脅如：如：橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷塌陷等等遼河油田第一高中鋼鐵鋼鐵生銹生銹使大橋使大橋斷裂斷裂！由此可！由此可見，見，金屬腐蝕的危害金屬腐蝕的危害, ,驚心動魄驚心動魄 遼河油田第一高中鋼鐵生銹鐵銹的主要成分：鐵銹的主要成分：Fe2O3xH2O銅器生銹銅綠的主要成分：銅綠的主要成分： Cu2(OH)2CO3思考：思考：金屬腐蝕的本質(zhì)是什么？金屬腐蝕的本質(zhì)是什

2、么？遼河油田第一高中FeFe2O30 +3CuCu2(OH)2CO30 +2金屬陽離子金屬陽離子失失e-氧化反應氧化反應金屬原子金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)：、金屬腐蝕的本質(zhì)： Mne- = Mn+1、金屬腐蝕：、金屬腐蝕：一、金屬的腐蝕一、金屬的腐蝕金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）發(fā)生氧化還原反應而引起（或液體）發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現(xiàn)象。損耗的現(xiàn)象。金屬腐蝕實質(zhì)上就是金屬原子失電子被氧化的過程金屬腐蝕實質(zhì)上就是金屬原子失電子被氧化的過程遼河油田第一高中小組討論小組討論設計實驗設計實驗實驗目的：通過實驗探究金屬腐蝕的類型。實驗目的：通過實驗探究金

3、屬腐蝕的類型。提供試劑：鋅片提供試劑：鋅片 銅片銅片 稀硫酸稀硫酸 氯化鈉溶液氯化鈉溶液 酚酞酚酞提供裝置：水槽提供裝置：水槽 導線導線 電流表電流表 遼河油田第一高中稀硫酸稀硫酸ZnBCuZn 稀硫酸稀硫酸A鋅棒質(zhì)量減輕減輕（被腐蝕）（被腐蝕）原因：原因：形成了原電池鋅棒質(zhì)量減輕減輕（被腐蝕）（被腐蝕）原因：原因：直接反應正極：正極： 2H+ + 2e- =H2負極：負極： Zn - 2e- = Zn2+Zn +2H+ = Zn2+ +H2 化學腐蝕化學腐蝕金屬跟接觸到的干燥氣體（如O2、Cl2、SO2）或非電解質(zhì)液體（如石油）直接發(fā)生化學反應。電化學腐蝕：電化學腐蝕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液

4、接觸時，會發(fā)生，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的過程。CuZn 稀硫酸稀硫酸ANaCl溶液溶液+酚酞酚酞CuZnC原因：原因：形成了原電池正極：正極： 2H+ + 2e- =H2負極：負極： Zn - 2e- = Zn2+ 正極正極 : O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-負極：負極： Zn - 2e- = Zn2+析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕1、為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹，、為什么鋼鐵在干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？2.2.當化工廠排出的廢氣為酸性氣體或堿性氣體當化工廠排出的廢氣為酸性氣體或堿性氣體時時, ,工廠附近的鋼鐵制品生銹實質(zhì)是

5、什么？工廠附近的鋼鐵制品生銹實質(zhì)是什么？鋼鐵鋼鐵潮濕空氣潮濕空氣水膜水膜COCO2 2、 SOSO2 2、H H2 2S SH+原電池鐵鐵C 電解質(zhì)溶液形成：電解質(zhì)溶液形成：H2O+CO2H2CO3H+HCO3-H2CO3H+OH-H2O遼河油田第一高中正極：正極： 2H+ + 2e- =H2 負極：負極： Fe - 2e- = Fe2+總反應總反應： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 鋼鐵表面水膜呈鋼鐵表面水膜呈酸性酸性時，易發(fā)生時，易發(fā)生析氫腐蝕析氫腐蝕。鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意圖示意圖電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液遼河油田第一高中負極負極（Fe）：2 Fe - 4e- = 2Fe2+

6、 正極正極 ( C ) : O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-總反應總反應： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2鋼鐵表面水膜呈鋼鐵表面水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱時，發(fā)生時，發(fā)生吸氧腐蝕吸氧腐蝕。鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意圖示意圖電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液后續(xù)反應：后續(xù)反應：4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3Fe2O3遼河油田第一高中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

7、膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱或堿性酸性很弱或堿性。電極反應電極反應負極負極Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極正極C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-總反應總反應:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系聯(lián)系遼河油田第一高中化學腐蝕與電化腐蝕的比較化學腐蝕與電化腐蝕的比較:化學腐蝕化學腐蝕電化腐蝕電化腐蝕條件條件區(qū)別區(qū)別本質(zhì)本質(zhì)聯(lián)系聯(lián)系金屬跟物質(zhì)直接接觸金屬跟物質(zhì)直接接觸不純金屬或合金不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸跟電解質(zhì)溶液接觸

8、無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生有有微弱電流微弱電流產(chǎn)生產(chǎn)生金屬被氧化金屬被氧化較活潑金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍、危害更大兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍、危害更大遼河油田第一高中Add Your Title改變金屬內(nèi)改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)部組織結(jié)構(gòu)2在金屬表面在金屬表面覆蓋保護層覆蓋保護層1金屬的電金屬的電化學防護化學防護3遼河油田第一高中刷油漆刷油漆1 1、在金屬表面覆蓋保護層、在金屬表面覆蓋保護層遼河油田第一高中外面包上一層塑料層外面包上一層塑料層1 1、在金屬表面覆蓋保護層、在金屬表面覆蓋保護層遼河油田第一高中1 1、在金屬表面覆蓋保護層、在金屬表面覆蓋保護層不能刷油

9、漆防銹，可涂油脂不能刷油漆防銹，可涂油脂遼河油田第一高中電鍍啞鈴、輪轂、 汽車1 1、在金屬表面覆蓋保護層、在金屬表面覆蓋保護層遼河油田第一高中不銹鋼（普通鋼里加鉻不銹鋼（普通鋼里加鉻Cr、鎳、鎳Ni等）等）2 2、改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)、改變金屬內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)遼河油田第一高中 ee金屬的電化學防護金屬的電化學防護3、遼河油田第一高中用犧牲鋅塊的方法來保護用犧牲鋅塊的方法來保護船身上裝鋅塊船身上裝鋅塊遼河油田第一高中 ee金屬的電化學防護金屬的電化學防護3、遼河油田第一高中一.金屬的腐蝕1.定義2.本質(zhì)3.分類化學腐蝕電化學腐蝕鋼鐵的析氫腐蝕(次要)鋼鐵的吸氧腐蝕（主要）二.金屬的防護1.電化學保

10、護法2.改善金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)(內(nèi)因) 3.在金屬表面覆蓋保護層 遼河油田第一高中課堂小結(jié)遼河油田第一高中下列各情況下，其中下列各情況下，其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是 。(5)(2) (1)(3)(4)金屬腐蝕快慢的判斷：金屬腐蝕快慢的判斷：(1)與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動性差別與構(gòu)成微電池兩極的材料有關(guān)。兩極材料的活動性差別越越大大，氧化還原反應的速率越，氧化還原反應的速率越 ，活潑金屬被腐蝕的速度，活潑金屬被腐蝕的速度越越 。(2) 電解原理引起的腐蝕電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕 化化學腐蝕學腐蝕 有防腐措施的腐蝕。有

11、防腐措施的腐蝕。（3）同一種金屬的腐蝕：在強電解質(zhì)中）同一種金屬的腐蝕：在強電解質(zhì)中 弱電解質(zhì)中弱電解質(zhì)中_ 非電解質(zhì)中非電解質(zhì)中（4）一般說來：原電池原理引起的腐蝕）一般說來：原電池原理引起的腐蝕 化學腐蝕化學腐蝕_ 有防腐措施的腐蝕。有防腐措施的腐蝕。注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學腐蝕更嚴重，在電化學注意：在鋼鐵的腐蝕過程中，其電化學腐蝕更嚴重，在電化學腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍。腐蝕中，吸氧腐蝕更普遍?？炜炜炜爝|河油田第一高中1、下列事實不能用電化學原理解釋的是、下列事實不能用電化學原理解釋的是 （ ）A. 鋁片不需要特殊的保護方法鋁片不需要特殊的保護方法B. 炒過菜的鐵鍋未清洗易生銹炒

12、過菜的鐵鍋未清洗易生銹C. 輪船水線以下的船殼上鑲有一定數(shù)量的鋅輪船水線以下的船殼上鑲有一定數(shù)量的鋅D. 生鐵比熟鐵（幾乎是純鐵）容易生銹生鐵比熟鐵（幾乎是純鐵）容易生銹A遼河油田第一高中2、如圖、如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，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,電極反應式為：負極：電極反應式為：負極： ,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，電極反應式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應式為：負極：負極： 正極：正極： 。（2）中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2

13、+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氫析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 遼河油田第一高中3 3、下列關(guān)于金屬的防護方法、下列關(guān)于金屬的防護方法, ,說法不正確的是說法不正確的是( () )A A我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷我們使用的快餐杯表面有一層搪瓷，搪瓷層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用層破損后仍能起到防止鐵生銹的作用B B給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負極相給鐵件通入直流電，把鐵件與電池負極相連接連接C C輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這輪船在船殼水線以下常裝有一些鋅塊，這是利用了犧牲陽極的陰極保護法是利用了犧牲陽極的陰極保護法D D鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層瀝青，鋼鐵制造的暖氣管管道外常涂有一層瀝青，這是鋼鐵的電化學保護法這是鋼鐵的電化學保護法AD遼河油田第一高中4 4、(1)(1)將銅棒與鋅棒用導線連接，分別插入盛將銅棒與鋅棒用導線連接，分別插入盛有：硫酸溶液；硫酸銅溶液；硫酸鈉有：硫酸溶液；硫酸銅溶液；硫酸鈉溶液的三個燒杯中，此時，銅片上發(fā)生的主溶液的三個燒杯中，此時，銅片上發(fā)生的主要反應是：要反應是： _，_， 。(2)(2