DC第二章电化学腐蚀的理论基础.ppt

第二章 电化学腐蚀的理论基础 第一节 电极与电极电位 第二节 金属电化学腐蚀的热力学条件 第三节 电位-pH图 第四节 腐蚀电池 第五节 极化与去极化 第六节 腐蚀极化图 第七节 金属的钝化 第八节 析氢腐蚀与吸氧腐蚀 第九节 影响电化学腐蚀的因素 引 言 1.Electrochemical Corrosion—是指金属与介质发生电化学反应而引起的变质和损坏的现象。 2.Difference between Electrochemical Corrosion and Chemical Corrosion 2.1电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多为水溶液。 2.2电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应和介质中的氧化剂得到电子的还原反应在不同的部位相对独立地进行，而不是直接地进行电子交换。 2.3电化学反应的阴、阳极之间有腐蚀电流产生，腐蚀电流的大小与腐蚀速度的快慢有直接关系。 2.4电化学腐蚀与电极电位的关系密切。 2.5电化学腐蚀具有次生过程，使得腐蚀产物最终离开发生腐蚀的原始部位。 Section 1 Electrode and Electric Potential — 电极与电极电位 1. 金属的电化学腐蚀现象 2. 双电层 3. 电极与电极电位 4. 电极电位的确定 2.1 The Plotting of Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode — 氢电极和氧电极的电位-pH图的绘制 氢电极反应 氧电极反应 由能斯特方程 2.2.1 氢平衡线 由图可见，若反应 的电位偏离a线向上移动，即电位升高。为了达到新的平衡，或在一定 下， 增大（pH值减小）；或在一定的 下，减小 。若在某一水溶液中，pH值一定，氢电极的电极电位低于 =1atm时的电极电位，根据式 达到平衡时的 就应大于1atm，因此水溶液就会分解出氢来。所以a线以下是氢稳定区（还原态稳定区）。反之，如果电极电位高于 =1atm时的电极电位，根据上式，反应向减小的方向进行。就可能使分解成H+的趋势，所以a线上方为H+稳定区，即氧化态稳定区。 2.2.2 氧平衡线 氧平衡线的情况与氢平衡线类似，b线上方为 稳定区（氧化态稳定区），b线下方为 的稳定区（还原态稳定区）。 由于氧反应体系的电位比氢反应体系的电位高，所以当氧反应体系加入到氢反应体系中时，就要使氢反应体系的电位升高，促使反应朝生成 的方向进行，而氧反应体系的电位要降低，从而使反应朝生成水的方向进行。 总结：在氢电极和氧电极的电位-pH图上，氢平衡线和氧平 衡线把该图分成三部分。 氢平衡线a以下为析氢区，即为氢气的稳定区； 氧平衡线b以上，氧气的稳定区； a和b之间为水的稳定区。 3.1 The Plotting Step of Potential-pH Diagram — 电位-pH图的绘制步骤 ⑴ 列出有关物质的各种存在状态以及它们的标准生成自由能和标准化学位值； ⑵ 列出各有关物质之间可能发生的相互反应的方程式，写出平衡方程式； ⑶ 作出各类反应的平衡关系对应的电位pH曲线，最后会总成综合的电位-pH图。 3.2 Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System — Fe-H2O系的理论电位-pH图 3.2 Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System — Fe-H2O系的理论电位-pH图 ①线表示Fe转变为Fe2+的反应： ②线表示Fe2+与Fe2O3的相互反应： ③线代表Fe2+与Fe3+间的相互反应： 3.2 Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System — Fe-H2O系的理论电位-pH图 ④线表示Fe3+与Fe2O3的相互反应： ⑤线表示Fe3O4与F