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金属的电化腐蚀与防护PPT课件


看后:你有何感想?
金属腐蚀
▪ 我国作为世界上钢铁产量最多的国家每年被腐 蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一,因为 金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的 2%~4%;约合人民币:3000亿元根据各国调查 结果,一般说来,金属腐蚀所造成的经济损失 大致为该国国民生产总值的4%左右。
▪ 另据国外统计,金属腐蚀的年损失远远超过水 灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的总和, 在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和 爆炸等造成的间接损失。
现象 无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
影响 与接触物质的氧化性 与电解质溶液的酸碱
因素 及温度有关
性及金属活性有关
联系 两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍
[实验探究] 将经过酸洗除锈的铁钉,用
饱和食盐水浸泡一下,放入下图具支试 管中,观察导管中水柱变化,并思考引
起变化的原因? 吸氧腐蚀
极 反
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
应 总反应: Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O (铁锈)
联 系
通常两种腐蚀同时存在,但以后者更普遍。
② 析氢腐蚀: 当钢铁处于酸性环境中
★析氢腐蚀和吸氧腐蚀 都属于电化学腐蚀。
负极:Fe - 2e- = Fe2+ 正极:2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
③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或碱性。
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+
交流与讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与外,还受其他一些因素 的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1.相对于在内河行驶的轮船来说,海轮更容易被腐蚀。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类,导电能力比内河 的水更强,而在导电能力强的电解质溶液中中,电化学 腐蚀更容易进行。 2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒,其表面至今很少有 铁锈出现。
▪ 金属腐蚀的主要害处,不仅在于金属本身的损失, 更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属 本身要大到无法估量。
▪ 腐蚀不仅造成经济损失,也经常对安全构成威胁。
▪ 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故,如飞机因 某一零部件破裂而坠毁;桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷;油管因穿孔或裂缝而漏油,引起着火爆炸;化 工厂中储酸槽穿孔泄漏,造成重大环境污染;管道 和设备跑、冒、滴、漏,破坏生产环境,有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏,更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。
正极:
2H++2e-=。H2↑
【交流研讨】属部件采用了什么样的防护措施吗?
烤蓝
烤漆
镀铬
涂机油 涂凡士林
镀锌
二、金属的防护
(一)金属的防护概述 1、目的: 防止金属被氧化
2、依据:依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确
定金属防护的方法
3、方法:
(1)改善金属的内部机构:不锈钢等 (2)涂保护层:电镀、喷漆、涂油等 (3)电化学保护法
【阅读课本】回答以下问题: 1. 什么是金属腐蚀?其本质是什么?
2. 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀,两 者有何不同?
3. 电化学腐蚀(以钢铁腐蚀为例)可分为哪些种类? 它们的区别在哪里?
一、金属的腐蚀
1. 金属腐是蚀指金属或合金跟接触的气体或液体发 生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。 ➢金属腐蚀的本质:金属原子 失e- 金属阳离子
(二)、金属的电化学保护
1.牺牲阳极保护法
原理 : 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。
辅助阳极 (不溶性)
2.外加电流的阴极保护法
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。
是由于南极的温度常年在0℃以下,在较低温度下,腐 蚀不易进行。
交流与讨论
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池,铁作原 电池的负极,因此铁易被腐蚀而生锈。
4.当化工厂排出的废气为酸性气体时,工厂附近的铁制品 容易生锈。 铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
课堂练习
1、如图, 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 中性或碱性 性,发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为:负极:Fe–2e-=Fe2+ , 正极: O2+2H2O+4e-=4OH-
(2)若液面下降,则溶液呈 酸性
性,发生 析氢 腐蚀,电极反应式为:
负极:
Fe–2e-=Fe2+
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
金属腐蚀的现象
锈蚀的轮船 锈 蚀 的 楼 梯
பைடு நூலகம்
锈蚀的闸门 锈 蚀 的 大 桥
铜器生锈
铜 器 表 面 生 成 铜 绿
金属的腐蚀现象非常普遍:
1、钢铁生锈: 铁锈的主要成分:Fe2O3·XH2
O 2、铜器表面生成铜绿: 铜绿的主要成分:Cu2(OH)2CO
3
金属腐蚀的不利后果有哪些?
M – ne- → Mn+(氧化反应) 化学腐蚀 — 直接反应 ➢金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 —原电池反应
接触到的气体或液体不同
2.金属腐蚀的分类 (1)、化学腐蚀
①定义:
金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2 SO2等) 或非电解液(如石油)等直接发生反 应而引起的腐蚀
②原理: 金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。
③影响因素:
➢金属越活泼,越易被腐蚀; ➢金属所处的环境温度越高,腐蚀速率越快; ➢氧化剂浓度越大,腐蚀速率越快。
(2). 电化学腐蚀 :不纯的金属 或合金与电解质溶液接触,会发生 原电池反应,比较活泼的金属失电 子被氧化的腐蚀。
化学腐蚀
条件
金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触
电化学腐蚀
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
① 吸氧腐蚀:
【条件】水膜呈中性或弱酸 性或碱性
负极:2Fe - 4e- = 2Fe2+
正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH电池反应:2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 进一步:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 = Fe2O3·nH2O + (3-n)H2O
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