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電化學腐蝕與防護第一頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日金屬的腐蝕在生活中非常普遍鋼鐵生銹第二頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日銅器生銹銅器表面生成銅綠第三頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日中國航天工業(yè)總公司第三十一研究所近日公布了一組數據:全球每一分鐘就有1噸鋼腐蝕成鐵銹.全球每年鋼鐵腐蝕的經濟損失約10000億美元,占各國國民生產總值GNP的2%~4%,在美國,每年因鋼鐵腐蝕造成的損失就占國內生產總值的3%,大約三分之一的化學設備因局部腐蝕而停工。我國鋼鐵腐蝕經濟損失高達2800億人民幣,約占國民生產總值GNP的4%,每年約有30%的鋼鐵因腐蝕而報廢。腐蝕給人類造成的損失是驚人的。資料:第四頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日一、金屬的腐蝕1、什么是金屬腐蝕?指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程。2、金屬腐蝕的本質是什么?是金屬本身失去電子變成陽離子的過程(發(fā)生氧化反應)。M-ne-=Mn+第五頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日3、金屬腐蝕的類型有哪些?金屬跟接觸到的物質(如SO2、Cl2、O2等)直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕。

不純金屬或合金跟電解質溶液接觸時,發(fā)生原電池反應而引起的腐蝕,比較活潑的金屬失去電子被氧化。化學腐蝕:電化學腐蝕:(次要)(主要)——根據與金屬接觸的介質不同第六頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日升溫可加快金屬腐蝕化學腐蝕:家用燃氣灶的中心部位很容易生銹食品罐頭放在南極80多年了,卻很少生銹第七頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日海邊的鐵制品比較容易生銹。第八頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日三、金屬的電化學腐蝕鐵釘銹蝕條件的探究第九頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日為什么鋼鐵在干燥的空氣中不易生銹,而在潮濕的空氣中卻易生銹呢?鋼鐵潮濕空氣水膜CO2、SO2、H2S電解質溶液(H+)鐵C原電池電解質溶液形成:H++OH-H2O+CO2H++HCO3-H2O鋼鐵在這過程發(fā)生了電化學腐蝕。根據電解質溶液的酸堿性的不同電化學腐蝕可分為兩種。實驗第十頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖第十一頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖思考:你能寫出它們的電極反應式?第十二頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日請大家根據原電池原理,寫出電極反應式及電池反應方程式。負極:Fe-2e-=Fe2+正極:O2+2H2O+4e-=

4OH-電池反應:2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2分析:中性或酸性很弱或堿性條件下,易發(fā)生吸氧腐蝕。第十三頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O

進一步反應:第十四頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日正極:2H++2e-=H2

↑負極:Fe-2e-=Fe2+電池反應:Fe+2H+=Fe2++H2↑分析:當鋼鐵處于酸性氣氛中時,易發(fā)生析氫腐蝕;析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學腐蝕。第十五頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日鋼鐵腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應負極Fe(-)正極C(+)總反應聯(lián)系水膜呈強酸性水膜呈中性或弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H++2e-=H22H++Fe=Fe2++H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3·nH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬的腐蝕以電化腐蝕為主,電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主(pH≥5.6時)若pH<5.6時則為析氫腐蝕。第十六頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日類型化學腐蝕電化學腐蝕發(fā)生的條件電流本質相互關系金屬與接觸物直接反應不純金屬或合金與電解質溶液形成原電池無電流產生有電流產生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕兩者往往同時發(fā)生,但電化腐蝕更普遍?;瘜W腐蝕與電化學腐蝕比較總結:第十七頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日1.埋在地下的輸油鑄鐵管道,在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是()A.在潮濕疏松的土壤中;

B.在含鐵元素較多的酸性土壤中;

C.在干燥致密不透氣的土壤中;

D.在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤C課堂練習第十八頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日2.下列現象與電化學腐蝕無關的是()A.黃銅制作的銅鑼不易產生銅綠B.生鐵比軟鐵芯(幾乎是純鐵)容易生銹C.鐵制器件附有銅制配件,在接觸處易生鐵銹D.銀質獎章久置表面變暗D課堂練習第十九頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日二、金屬的防護(1)制成合金(不銹鋼)

——改善金屬的內部組織結構(內因)(2)在金屬表面覆蓋保護層

——電鍍、油漆、鈍化等(3)電化學保護法

——犧牲陽極的陰極保護法、外加直流電源的陰極保護法第二十頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日犧牲陽極保護法:

形成原電池反應時,讓被保護金屬做正極,不反應,起到保護作用;而活潑金屬反應受到腐蝕。第二十一頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日外加電流的陰極保護法:

將被保護的鋼鐵設備(如鋼閘門)做陰極,用惰性電極做輔助陽極,在外加直流電作用下,電子被迫流向被保護的鋼鐵設備,使鋼鐵表面的腐蝕電流降至零或接近等于零。輔助陽極(不溶性)外加電流的陰極保護法示意圖第二十二頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日烤藍涂機油烤漆涂凡士林鍍鋅鍍鉻[交流研討]

自行車的金屬部件采用了什么樣的防護措施?第二十三頁,共二十五頁,編輯于2023年,星期日課堂練習1、如圖,水槽中試管內有一枚鐵釘,放置數天觀察:(1)若液面上升,則溶液呈性,發(fā)生腐蝕,電極反應式為: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↑

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