金属腐蚀与防护.ppt
金属的腐蚀对国民经济带来的损失是惊人的，据一份统计报告，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料，约相当于金属年产量的1/3。,全世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约达亿美元，约占各国国内生产总值（GDP）的2%4%，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的倍，至于因设备腐蚀损坏而引起的停工减产、产品质量下降、污染环境、危害人体健康甚至造成严重事故的损失，就更无法估计了。,第三单元 金属的腐蚀与防护,金属的腐蚀,金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。,（3）类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,（1）定义：,（2）金属腐蚀的本质：,金属失去电子被氧化,金属跟接触到的物质(如氯气.氧气等)直接发生化学反应而引起的腐蚀,不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化腐蚀,（更普遍）,4,还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应,氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应,还原剂失去的电子从锌极流出,流入铜极.,经外电路,Zn2+,H+,SO42-,电流方向,1：活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等；,2：电极需插进电解质溶液中；,3：必须形成闭合回路。,原电池形成条件：,下列哪些装置能构成原电池,铁生锈的现象随处可见。为什么铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更易生锈？,钢铁的吸氧腐蚀,负极：2Fe 4e-2Fe2+正极：2H2O+O2+4e-4OH-,钢铁的析氢腐蚀,钢铁表面形成的微小原电池示意图,负极：Fe2e-Fe2+,正极：2H+2e-H2,总反应：Fe+2H+=Fe2+H2,总反应：2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 nH2O+(3-n)H2O,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,水膜呈酸性。,水膜呈中性或酸性很弱。,负极Fe(-),Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,正极C(+),2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应:,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,CO2+H2O H2CO3 H+HCO 3-,不同条件下铁钉的锈蚀的探究,有气泡产生，反应速率快,相当长时间铁钉未被腐蚀,铁钉被腐蚀最快,由于无O2，较长时间铁钉未被腐蚀,铁钉渐渐生锈,铁钉被腐蚀,无现象,由于无O2，铁钉未被腐蚀,无现象,由于无H2O铁钉不能被腐蚀,一般情况下，温度的升高会加快化学反应速率。因此，温度对化学腐蚀的影响较明显。,为什么左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极近年了，却很少生锈，你知道为什么吗？,思考,1.铁生锈的必需条件：,空气+水,2.加速铁生锈的条件：,空气+电解质溶液,3.影响因素：,金属越活泼，越易被腐蚀；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。,1.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。,不会，因为月球上缺少水分和氧气。,2.请你预测一下，铁在月球上会不会生锈？为什么？,3.为什么一块铜板上有铁铆钉时，铁钉更易生锈？,铜板表面凝结一层水膜，空气中二氧化碳和二氧化硫等，沿海空气中的氯化钠等溶入其中形成电解质溶液。铜板(+)与铁铆钉(-)及电解质溶液便构成了原电池，相对活泼的铁被腐蚀。,电工操作规定：铜线和铝线不能拧在一起，为什么？,请根据生活常识以及下图总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的。,健身器材刷油漆,衣架和电线的外面包上一层塑料层,某些工具的“机械转动部位”涂油脂（机油），为什么不能用油漆,自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr,金属腐蚀的防护,2、改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢（不锈钢）,1、金属表面覆盖保护层,如涂油漆、油脂、塑料、陶瓷等，镀上一层耐腐蚀的金属(Zn、Sn、Cr等)，或氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。,原理：隔绝金属与外界空气、水、电解质溶液的接触。,镀锌铁(白铁皮)和镀锡铁(马口铁)的镀层破损后，哪种情况下铁不易被腐蚀？为什么？,金属腐蚀的防护,3、电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法,原理：将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，被保护金属做正极，不反应得到保护；而活泼金属反应作负极被腐蚀。,用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,化学腐蚀与电化腐蚀的比较,1、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。,(4),(2),(1),(3),2、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,3、家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（）A、4Fe(OH)2+2H2O+O24Fe(OH)3B、2Fe+2H2O+O22Fe(OH)C、2H2O+O2+4eOH-D、Fe3eFe3+,D,4、以下现象与电化学理论无关的是（）A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易生铜锈 B、生铁比软件铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C、纯锌与稀硫酸反应时，滴少量硫酸铜溶液 后速率加快 D、银质奖牌久置后表面变暗,D,
