第四节金属的电化学腐蚀和防护.pptx

金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈铜器生锈Cu2(OH)2CO3铜器表面生成铜绿2007年/2007-08-22/100231411.jpg8/2007-08-22/100231411.jpg月/2007-08-22/100231411.jpg1/2007-08-22/100231411.jpg日/2007-08-22/100231411.jpg，美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌。 资料1、全球每一分钟就有一吨钢腐蚀成铁锈2、我国每年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。1965年冬天，在湖北省望山楚墓群中，出土了传说中的越王勾践剑。越王勾践剑的含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%。该剑出土时插在髹漆的木质剑鞘内。这座墓葬深埋在数米的地下，墓第四节 金属的电化学腐蚀与防护一、金属的电化学腐蚀 1、金属腐蚀的概念与实质 金属腐蚀：金属或合金与周围接触的气体或液体进行 氧化还原反应而损耗的现象。实质：金属 M?ne-→Mn+（氧化反应） 2、金属腐蚀的类型 （1）化学腐蚀：金属直接接触强氧化剂而被氧化腐蚀的过程。 ：不纯的金属（或合金）接触到电解质溶液发生原电池反应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化所引起的腐蚀。（2）电化学腐蚀 钢铁腐蚀：钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。电极反应负极：FeFe?2e=Fe2+2Fe?4e=2Fe2+正极：C2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O（铁锈）联系通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系化学腐蚀 电化学腐蚀反应本质 反应条件 反应现象 相互关系金属失电子被氧化 不纯金属或合金与电解质溶液接触金属与氧化剂直接接触 无电流产生，常伴随热效应 有微弱电流产生 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍讨论：(2011浙江)将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（ ）A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区 向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水 形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液， 则负极发生的电极反应为：Cu－2e－=CuCu2＋二、金属的电化学防护：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。原理 ： 牺牲阳极的阴极保护法实例用牺牲镁块的方法防地下钢铁管道的腐蚀镁块必须要定期更换用牺牲锌块的方法保护船身，锌块须定期更换辅助阳极（不溶性）2、外加电流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。原理 ：讨论1： 2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是（ ）A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C.铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D.它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；讨论2：银制器皿，日久因表面生成Ag2S而呈黑色，有人设计用原电池原理加以除去。具体作法是将发黑银器放入一铝制容器中，再加入一定浓度的食盐水将银器完全淹没，放置一段时间后，银器表面不仅黑色褪去，而且银不损失；但铝制容器发生损耗。由以上实验可推知该原电池发生的电极反应式和总反应式为__________________________________， ；装置中食盐水的作用是 。Ag2S+2e-＝2Ag+S2- Al -3e-＝Al3+ 3Ag2S+2Al+6H2O＝6A