金属腐蚀电化学教材.ppt

第1章金属腐蚀过程的热力学;1.双电层;双电层的建立;;〔2〕如果金属离子的水化能缺乏以克服金

属离子与电子的吸引力，那么溶液中的水化离

子可能被金属上的电子吸引而进入金属晶

格，金属外表带正电荷，与之相邻的液层中

聚集阴离子而带负电荷，称之为正电性金

属。;紧密层－相间电荷转移;;;紧密层－相间电荷转移;紧密双电层的定量描述－平板电容模型：

?a=q/C或C＝q/?a=?/4?d(2.1)

考虑到分散层：

?a=?紧密层+?分散层=?a－?1+?1

式中?a－相间电位；q－界面电荷；C－双层电容；?－介电常数；d－双层距离。;;紧密双电层模型〔Helmholtz〕(早期模型)

分散双电层模型〔Gouy-Chapman〕(早期模型)

紧密+分散双电层模型〔Stern模型〕

Bockris模型〔如上图示〕;两个电容串联：;电极电位;电化学位概念：;FeFe2++2e

Fe2++2eFe

;Gibbs自由能变与电极电位

;化学位与电化学位;在电极反响中，除了化学能

的变化外还有电能的变化。一

个单位正电荷从无穷远处移入

相P内部所做的电功称为相P的

内电位φ。;●在保持相P的温度和压力不变的条件下，

将1mol的带正电荷的离子〔阳离子〕Mn+

移到相P时，相P的吉卜斯自由能的变化为：

〔⊿G/⊿m(Mn+))T,P,mj

＝μMn+〔P〕+nFφ〔P〕=μ，Mn+〔P〕

μ’Mn+〔P〕是离子Mn+在相P中的电化学位。

电化学反响到达的平衡条件：

∑νjμ’j=0;举例：Cu〔M〕＝Cu2+(sol)＋2e(M)

因为：μ’Cu〔M〕=μCu〔M〕

μ’Cu2+(sol)=μCu2+(sol)+2Fφ〔sol〕

μ’e〔M〕=μe〔M〕-Fφ〔M〕

反响式的平衡条件为：

μ’Cu2++2μ’e–μ’Cu=0

经过整理得：

φe(Cu/Cu2+)=φ〔M〕-φ〔sol〕

=〔μCu2+-μCu〕/2F+μe〔M〕/F;2、电极电位的概念;绝对电极电位;;标准氢电极(SHE);平衡电位和Nernst公式;Nernst公式;标准电位;金属在25度时的标准电极电位EO〔V，SHE〕;非平衡电极电位;FeFe2++2e;金属腐蚀倾向的判断(3种判断方法);〔2〕由标准电极电位可判断腐蚀倾向性

标准电极??位与反响自由能变化关系：

?

?G=-nFΔEo=-nF(Eo+-Eo-)(2.7)

?

—电池所作最大功〔电功〕等于该体系自由能的减少。

(+)：阴极发生复原反响，(-)：阳极发生氧化反响。

如：

Cu2++Zn＝Cu+Zn2+

那么：?G=-nFEo=-nF(Eo+,Cu-Eo-,Zn)

=-2X96500/4.184(0.34+0.76)

=-50,731Cal

?

腐蚀过程是电化学过程，用标准电极电位判定腐蚀可能性，更为方便。由标准电极电位可判断腐蚀的倾向，即假设金属的标准电极电位比介质中某一物质的标准电极电位更负那么可发生腐蚀。反之，不可能发生腐蚀。由此可见标准电极电位的重要作用。;3电位—pH平衡图;电位—pH平衡图的应用;;Fe-H2O系的三类平衡关系式;分为三大区域：

(1)腐蚀区，只有Fe2+、Fe3+、FeO42－、HFeO22－稳定

(2)免蚀区，Fe稳定，不发生腐蚀；

(3)钝化区，Fe2O3、Fe3O4稳定，表示金属化物稳定即钝化；

(4)根据(a)、(b)线及Fe2+、Fe所处位置可判断可能的腐蚀反响：;;AlE-pH图;第1章金属腐蚀过程的热力学;腐蚀过程机理

腐蚀的极化

腐蚀速度的影响因素

腐蚀反响动力学规律;腐蚀电池;过电位;

腐蚀电池的特点：

腐蚀电池的阳极反响是金属的氧化反

应，