电化学金属材料腐蚀课件

1/5/2023第七章第七章 电化学电化学 金属金属 材料腐蚀材料腐蚀1/5/2023复习提问 1.命名下列配合物。KPtCl3NH3，Co(NH3)5H2OCl3，Pt(NH2)(NO2)(NH3)2 2.举例说明何谓原电池？3.写出标态摩尔Gibbs函数变与电动势的关系。4.写出下列反应的Nernst方程 Cu2+(aq)+2e=Cu(s)Zn(s)+Cu2+(aq)=Zn2+(aq)+Cu(s)1/5/20237.2.2 影响电极电势的因素2.酸度对电极电势的影响酸度对电极电势的影响例例7-5 如下反应如下反应2MnO4-(aq)+10Cl-(aq)+16 H+(aq)=2Mn2+(aq)+5Cl2(g)+8H2O(l)当c(H+)=0.100mol/L,其它物质处于标态时，其电动势为多少？解法一：先计算电极电势解法一：先计算电极电势查表查表E(MnO4-/Mn2+)=1.507V;E(Cl2/Cl-)=1.35827V 正极：MnO4-(aq)+8 H+(aq)+5e=Mn2+(aq)+4H2O(l)负极：2Cl-(aq)2e=Cl2(g)根据电极反应Nernst公式得E(MnO4-/Mn2+)=1.507V(0.05917V/5)lg(1/0.10008)=1.412VE(Cl2/Cl-)=E(Cl2/Cl-)=1.35827VE=E(MnO4-/Mn2+)E(Cl2/Cl-)=0.054V 1/5/20237.3 电极电势的应用 7.3.1比较氧化剂和还原剂的相对强弱电极电势的代数值的大小反映了电对中氧化态物质和还原态电极电势的代数值的大小反映了电对中氧化态物质和还原态物质在水溶液中氧化还原能力的相对强弱。氧化还原电对的物质在水溶液中氧化还原能力的相对强弱。氧化还原电对的电极电势代数值大，则氧化态物质越易得电子，是越强的氧电极电势代数值大，则氧化态物质越易得电子，是越强的氧化剂，其对应的还原态就越难失去电子，是越强的还原剂。化剂，其对应的还原态就越难失去电子，是越强的还原剂。如：如：E(Br2/Br-)E(Fe3+/Fe2+)E(I2/I-)氧化性：在标准状态下，氧化性：在标准状态下，Br2 Fe3+I2还原性：在标准状态下，还原性：在标准状态下，I-Fe2+Br-1/5/20237.3 电极电势的应用例例7-6 下列电对在标态时的氧化性强弱顺序如何？若在下列电对在标态时的氧化性强弱顺序如何？若在pH=3时其氧化性强弱顺序又如何？时其氧化性强弱顺序又如何？E(MnO4-/Mn2+)=1.507V;E(Cl2/Cl-)=1.35827V 解解:(1)标态时，标态时，E(MnO4-/Mn2+)E(Cl2/Cl-)氧化能力：氧化能力：MnO4-Cl2(2)pH=3时，c(H+)=1.0010-3mol/l电极反应：MnO4-(aq)+8 H+(aq)+5e=Mn2+(aq)+4H2O(l)根据电极反应Nernst公式得E(MnO4-/Mn2+)=1.507V(0.05917V/5)lg(1/0.0010008)=1.223VE(Cl2/Cl-)=E(Cl2/Cl-)=1.35827V此时，此时，MnO4-氧化能力小于氧化能力小于Cl21/5/20237.3 电极电势的应用7.3.2 判断氧化还原反应进行的方向由由 rGm=nEF,得得E0 反应自发正向进行反应自发正向进行;E0 反应自发逆向进行反应自发逆向进行;E=0 应达到化学平衡应达到化学平衡.恒温，化学反应的方向恒温，化学反应的方向 rGm来判断来判断:rGm0反应自发逆向进行反应自发逆向进行;rGm=0反应达到化学平衡反应达到化学平衡.又：又：E=E(+)-E(-)E(+)E(-)E(+)0 正反应自发(2)c(H+)=0.100mol/L,其它物质处于标态时根据电极反应Nernst公式得E(MnO4-/Mn2+)=1.507V(0.05917V/5)lg(1/0.10008)=1.412VE(Cl2/Cl-)=E(Cl2/Cl-)=1.35827VE=E(MnO4-/Mn2+)E(Cl2/Cl-)=0.054V 0正反应自发(3)pH=3时，c(H+)=1.0010-3mol/lE=E(MnO4-/Mn2+)E(Cl2/Cl-)=1.233V-1.358V=0因为因为 ，易知。，易知。说明吸氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。说明吸氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。211/5/2023金属的防腐金属的防腐（1）在金属表面涂敷各种保护层）在金属表面涂敷各种保护层(a)非金属保护层非金属保护层 在金属表面涂上油漆、搪瓷、在金属表面涂上油漆、搪瓷、塑料、沥青、高分子材料等，使金属与腐蚀介质隔开。塑料、沥青、高分子材料等，使金属与腐蚀介质隔开。(b)金属保护层金属保护层 在金属表面用电镀或化学镀的方在金属表面用电镀或化学镀的方法镀上法镀上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金属，保护内层等金属，保护内层不被腐蚀。保护层可分为阳极保护层和阴极保护层。不被腐蚀。保护层可分为阳极保护层和阴极保护层。1/5/2023（2）加缓蚀剂）加缓蚀剂 在原电池的体系中在原电池的体系中加缓蚀剂，加缓蚀剂，改变介质的性质，降低腐蚀速度。改变介质的性质，降低腐蚀速度。(a)钝化促进型：铬酸盐，亚硝酸盐等；钝化促进型：铬酸盐，亚硝酸盐等；(b)形成沉淀膜：聚磷酸盐，聚硅酸盐等；形成沉淀膜：聚磷酸盐，聚硅酸盐等；(c)形成吸附膜：有机物分子，含有能吸附于金属表形成吸附膜：有机物分子，含有能吸附于金属表面，电负性大的面，电负性大的N,O,P,S的阴性基，的阴性基，和阻碍腐蚀和阻碍腐蚀性介质与金属表面接触性介质与金属表面接触的非极性基的非极性基(烷基烷基)。1/5/2023（3）电化学保护）电化学保护 1保护器保护保护器保护 将电极电势较低的金属和被保护的金将电极电势较低的金属和被保护的金属连接在一起，构成原电池。电极电势较低的金属作属连接在一起，构成原电池。电极电势较低的金属作为阳极而溶解，被保护的金属作为阴极而避免腐蚀。为阳极而溶解，被保护的金属作为阴极而避免腐蚀。又称牺牲阳极保护法。又称牺牲阳极保护法。2阴极电保护阴极电保护 利用外加直流电，将负极接到被保利用外加直流电，将负极接到被保护金属上，作为阴极。正极接到一些废金属作阳极，护金属上，作为阴极。正极接到一些废金属作阳极，使其受到腐蚀而保护了阴极。使其受到腐蚀而保护了阴极。3阳极电保护阳极电保护 利用外加直流电，将被保护金属接利用外加直流电，将被保护金属接到正极上，电极电势向正的方向移动，使金属到正极上，电极电势向正的方向移动，使金属“钝化钝化”而得到保护。而得到保护。1/5/2023作业 P155-9,10