上课《金属的电化学腐蚀与防护》.ppt

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1、第四章 电化学基础,第4节 金属的电化学腐蚀与防护,锈蚀的轮船,锈蚀的闸门,锈蚀的楼梯,锈蚀的大桥,金属被腐蚀的危害？,思考与归纳,（1）外形、色泽、机械性能发生变化；,（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；,（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌：,（4）地下金属管道泄漏；,（5）轮船船体损坏；,（6）金属腐蚀还可能造成环境污染。,我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的2%4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。,不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发

2、生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。,一、金属的电化学腐蚀,1、金属腐蚀的本质：是金属或合金与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。M-ne-=M n+,2、金属腐蚀的类型,（1）化学腐蚀,（2）电化学腐蚀,金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化学反应引起的腐蚀叫做化学腐蚀。,钢铁在干燥的空气里长时间不易被腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢?,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,负极（Fe）：Fe2e=Fe2+正极（C）：2H+2e=H2,钢铁在潮湿的空气中为什么易生锈?,问题讨论,或2H2O+O2+4e=4O

3、H,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,水膜呈酸性,水膜呈中性或酸性很弱,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时)若pH5.6时则为析氢腐蚀。,2H+2e-=H2,3、钢铁生锈原理,实验4-3,实验现象：,几分钟后,装置中的导管中水柱上升,讨论，小结：,装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，则装置中有气体参加反应。,家用燃气灶

4、,放在南极已差不多90年食品罐头,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。,化学腐蚀和电化学腐蚀的比较,化学腐蚀和电化学腐蚀同时发生，但电化学腐蚀更普遍,随温度升高而加快,与原电池的组成有关,相同条件下较电化学腐蚀慢,较快,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。,思考题:,马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？,马口铁,Sn,H+与CH3COO结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率,Zn置换出Cu形成了原

5、电池，从而加快了反应速率,盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜晶体(CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率的因素，其一是：_，其二是：_。,思考与练习,思考与交流你知道自行车的金属部件采用了什么样的防护措施吗?,镀锌镍,二、金属的防护,金属发生电化学腐蚀时,是在金属表面形成原电池反应.,(1)在金属表面覆盖保护层:a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。,这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。,b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。,2）.改变金属的内部组织结构例如

6、制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。,你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换,(3)电化学保护法,1、牺牲阳极的阴极保护法 2、外加直流电源的阴极保护法,1、牺牲阳极的阴极保护法,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。,2、外加电流的阴极保护法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,二金属的防护,(1)在金属表面覆盖保护层电镀、油漆、钝化等(2

7、)制成合金（不锈钢）改善金属的内部组织结构(内因)(3)电化学保护法牺牲阳极的阴极保护法、外加直流电源的阴极保护法,金属腐蚀的快慢判断：电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴极,1、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是_,(5)(2)(1)(3)(4),2、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_,练习,(4)(2)(1)(3),课堂练习,3、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（）A、Fe 2e-=Fe 2+B、2H+2e-=H2 C、4OH-4e-=2H2O+O2 D、2H2O+O2+4e-=4OH-,D,4、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,课堂小结,金属的电化学腐蚀钢铁的腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀金属防护方法总结1)改变金属的内部结构2)在金属表面覆盖保护层3)电化学保护法：牺牲阳极保护法、外加电流的保护法,作业,1.红对勾讲义 2.课时作业27,