PPT《第三章 探索生活材料》

第三章 探索生活材料

第二节 金属的腐蚀与防护(第二课时) 湖南科技大学化学化工学院 彭巍 你知道吗?

1、什么是金属腐蚀?其本质是什么?

2、金属腐蚀有哪些种类?

3、什么是电化学腐蚀? 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.

金属阳离子 失e- (氧化反应) 金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化学腐蚀

一、金属的腐蚀 金属原子 金属腐蚀的本质:

1、金属腐蚀―― M C ne- == Mn+ ―直接氧化反应 ―原电池反应 回顾与整理

1、钢铁在什么条件下容易发生腐蚀?

2、主要发生那种类型的金属腐蚀?

3、这种腐蚀的主要化学原理有哪些? 思考探究 钢铁的腐蚀 [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 2. 电化学腐蚀 请你根据原电池原理,写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式. 2Fe - 4e- = 2Fe2+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =

4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3・xH2O+(3-x) H2O 进一步反应: 负极: 正极: 电池反应: 2H++ 2e- =H2 ↑ Fe - 2e- = Fe2+ Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑ 析氢腐蚀: 负极: 正极: 电池反应: 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. 影响因素 联系 本质 现象 条件 电化学腐蚀 化学腐蚀 金属跟干燥气体或非电解质液体直接接触 不纯金属或合金跟电解质溶液接触 无电流产生 有微弱电流产生 金属被氧化 较活泼金属被氧化 与接触物质的氧化性及温度有关 与电解质溶液的酸碱性及金属活性有关 两者往往同时发生,电化学腐蚀更普遍 原理 : 形成原电池时,让被保护金属作正极(阴极),不反应受到保护;

而活泼金属作负极(阳极),反应受到腐蚀. 1.牺牲阳极的阴极保护法

二、金属的电化学防护 验证牺牲阳极的阴极保护法 2.外加电流的阴极保护法 原理 : 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. 辅助阳极(不溶性) 金属防护的几种重要方法:①在金属表面覆盖保护层. ②改变金属内部的组成结构,制成合金.③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. 下列各情况下,其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 . (5) (2) (1) (3) (4) 结论:原电池正极、电解池阴极受到保护. 外接电源的阴极保护法>牺牲阳极的阴极保护法>有一般防腐条件保护>无防腐条件 例1: 下列装置中四块相同的Zn片,放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 (4) (2) (1) (3) 结论 在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀

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 性,发生 腐蚀,电极反应式为:负极:正极: 若液面下降,则溶液呈 性,发生 腐蚀,电极反应式为:负极:正极: (2) 中性或碱性 吸氧 FeC2e-=Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH- 酸性 析氢 FeC2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2↑

2、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;