金属的腐蚀和防护课件

第四章第四章 电化学基础电化学基础第第4节节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护请比较下列现象的差异？请比较下列现象的差异？铁与酸反应，铁被腐蚀。铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀，铁作负极被腐蚀，腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。几种常见的金属腐蚀几种常见的金属腐蚀 铁在潮湿的空气中生锈铁在潮湿的空气中生锈 铜在潮湿的空气中产生铜绿铜在潮湿的空气中产生铜绿 铁被酸雨腐蚀铁被酸雨腐蚀 镁、铝等活泼金属表面形成氧化膜镁、铝等活泼金属表面形成氧化膜金属腐蚀的共同特点金属腐蚀的共同特点金属原子失电子显示正价，发生氧化反应。金属原子失电子显示正价，发生氧化反应。是指金属或合金跟接触的气体或是指金属或合金跟接触的气体或液体液体发生氧化还原反应而腐蚀发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。损耗的过程。金属阳离子金属阳离子失失e-（氧化反应）（氧化反应）（氧化反应）（氧化反应）金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀金属原子金属原子金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：1.1.金属腐蚀金属腐蚀M ne-Mn+直接反应直接反应直接反应直接反应原电池反应原电池反应原电池反应原电池反应接触到的气体或液体不同接触到的气体或液体不同（1）化学腐蚀）化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做引起的腐蚀叫做化学腐蚀化学腐蚀。（2）电化学腐蚀）电化学腐蚀 不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做这种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。二、金属腐蚀的类型二、金属腐蚀的类型 实实实实验验验验探探探探究究究究 将将经经过过酸酸洗洗除除锈锈的的铁铁钉钉，用用饱饱和和食食盐盐水水浸浸泡泡一一下下，放放入入下下图图具具支支试试管管中中，观观察察导导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？管中水柱变化，并思考引起变化的原因？吸氧腐蚀吸氧腐蚀1.电化学腐蚀电化学腐蚀负极：负极：正极：正极：电池反应：电池反应：吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生条件：发生条件：钢铁处于钢铁处于极弱酸性极弱酸性或或中性中性溶液中溶液中Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2进一步反应：进一步反应：(1)吸氧腐蚀吸氧腐蚀4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O正极：正极：负极：负极：电池反应：电池反应：析氢腐蚀析氢腐蚀发生条件：发生条件：钢铁处于钢铁处于酸性较强酸性较强环境中环境中Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe2+H2析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。析氢腐蚀析氢腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质影响影响因素因素联系联系金属跟干燥气体或非金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触电解质液体直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化与接触物质的氧化性与接触物质的氧化性及温度有关及温度有关与电解质溶液的酸碱与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关性及金属活性有关两者往往同时发生，两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍电化学腐蚀更普遍原理原理：形形成成原原电电池池时时，让让被被保保护护金金属属作作正正极极(阴阴极极)，不不反反应应受受到到保保护护；而而活活泼泼金金属属作作负极负极(阳极阳极)，反应受到腐蚀。，反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护 防止金属失电子防止金属失电子辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）2.外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法原理原理：将将被被保保护护金金属属与与另另一一附附加加电电极极作作为为电电解解池池的的两两个个极极，使使被被保保护护的的金金属属作作为为阴阴极极，在在外外加加直直流流电电的的作作用用下下使使阴阴极极得得到到保保护护。此此法法主主要要用用于于防防止止土土壤壤、海海水水及及水水中中金金属属设设备的腐蚀。备的腐蚀。金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。改变金属内部的组织结构，制成合金。改变金属内部的组织结构，制成合金。电化学保护法，即将金属作为原电池的电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解池的阴极而受到保护。正极或电解池的阴极而受到保护。小结小结课堂练习课堂练习1、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极：,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极：正极：正极：。（2）中性或弱酸性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸酸析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是片腐蚀由快到慢的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)课堂练习课堂练习结论结论 判断金属腐蚀快慢的规律判断金属腐蚀快慢的规律电解池电解池外界力量外界力量外力无法抗拒外力无法抗拒电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正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极电解池的阴极1、电解原理引起的腐蚀、电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学化学腐蚀防腐措施的腐蚀腐蚀防腐措施的腐蚀2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液强电解质溶液 弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液非电解质溶液3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越慢。、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越慢。4、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。越快。