第四節(jié)金屬電化學(xué)腐蝕與防護Microsoft PowerPoint 演示文稿

第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第四節(jié)金屬的電化學(xué)腐蝕與防護金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2005年全國生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元（2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達15萬億元）。根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災(zāi)、火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導(dǎo)致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。

金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。

全世界每年因為金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟損失約達7000億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的6倍。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：金屬怎么會被腐蝕？怎樣防腐？學(xué)習(xí)目標：1、了解金屬腐蝕的種類，探究金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因2、認識金屬腐蝕的危害及現(xiàn)代防腐措施，感受化學(xué)對人類生產(chǎn)和生活的影響3、理解析氫腐蝕和吸氧腐蝕發(fā)生原理，能正確書寫電極反應(yīng)4、了解常見的金屬防護措施（電化學(xué)防護）金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)3、金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）金屬原子2、金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。一、金屬的電化學(xué)腐蝕1、金屬腐蝕概念金屬腐蝕化學(xué)腐蝕：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。

特點：反應(yīng)簡單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。電化學(xué)腐蝕：

不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。特點：更普遍、危害更大化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件現(xiàn)象反應(yīng)影響因素腐蝕快慢相互關(guān)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕同時發(fā)生，但電化學(xué)腐蝕更普遍

較活潑的金屬被氧化金屬被氧化

有微弱的電流產(chǎn)生不產(chǎn)生電流

不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸金屬跟接觸的物質(zhì)反應(yīng)隨溫度升高而加快與原電池的組成有關(guān)相同條件下較電化學(xué)腐蝕慢較快鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的電化學(xué)腐蝕：鋼鐵的析氫腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕[教材85頁實驗]

將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導(dǎo)管中水柱變化，并思考引起變化的原因？吸氧腐蝕2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O進一步反應(yīng)：負極：正極：電池反應(yīng)：4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈弱酸性、中性或堿性。電極反應(yīng)負極Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H2O+2e－

=H2↑+2OH－

O2+2H2O+4e=4OH-總反應(yīng):Fe+2H2O==Fe(OH)2+H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系課堂練習(xí)1、如圖,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，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕,電極反應(yīng)式為：負極：,正極：若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：正極：。（2）中性或堿性吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氫Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑

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？交流與討論請大家閱讀課本Ｐ86-87原理：形成原電池時，讓被保護金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護；而活潑金屬作負極(陽極)，反應(yīng)受到腐蝕。1.犧牲陽極的陰極保護法二、金屬的電化學(xué)防護船底鋼板焊鋅2.外加電流的陰極保護法原理：將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。輔助陽極（不溶性）思考與交流：除此以外還有哪些防護方法？3、金屬防護的幾種重要方法:①在金屬表面覆蓋保護層。②改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。③電化學(xué)保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。歸納總結(jié)烤藍涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻[想一想]你知道自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施嗎?鍍鋅鎳2、下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)課堂練習(xí)電解池的陽極＞原電池的負極＞化學(xué)腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極金屬腐蝕的快慢程度：總結(jié)3、用“短線”將下列金屬的防護方法連線。(1)加保護層 A．鋼閘門