金属的腐蚀与防护 2

1、第第四章四章 第第4节节:金属的金属的电化学电化学腐蚀腐蚀与与防护防护 铁锈斑斑铁锈斑斑,让人心酸让人心酸;导入：导入：铜器表面生成一层薄薄的铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿铜铜绿的主要成分是绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3钢铁钢铁生锈生锈,大桥大桥断裂断裂！金属腐蚀的危害金属腐蚀的危害,惊心动魄惊心动魄 据有关专家介绍，全球每一分钟就有据有关专家介绍，全球每一分钟就有1吨钢腐吨钢腐蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失蚀成铁锈，目前我国由于金属材料的腐蚀损失每年大约每年大约5000亿元人民币，约占我国国民生亿元人民币，约占我国国民生产总值的产总值的6%左右。左右。 一、金属的腐蚀一、金属

2、的腐蚀 1、定义：、定义：2、本质：、本质： 金属失去电子被氧化金属失去电子被氧化M - ne- = Mn+3、分类：、分类：化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀根据接触的介质和反应原理可分为根据接触的介质和反应原理可分为 金属跟接触到的物质（如金属跟接触到的物质（如OO2 2、C Cl l2 2、SOSO2 2等）直接发生化学反应而引起的腐等）直接发生化学反应而引起的腐蚀蚀 定义：定义：影响因素：影响因素：金属的活泼性金属的活泼性环境的温度环境的温度氧化剂浓度等氧化剂浓度等化学腐蚀化学腐蚀原理：原理： 氧化还原反应氧化还原反应例如：例如： 铁与氯气直接反应而被腐蚀铁与氯气直接反应而被腐蚀钢管

3、被原油中的含硫化合物腐蚀钢管被原油中的含硫化合物腐蚀左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极边的食品罐头放在南极90多年了，却很少生锈多年了，却很少生锈升温可加升温可加快金属腐快金属腐蚀蚀温度对化学腐蚀的影响温度对化学腐蚀的影响： 升温加快升温加快金属腐蚀金属腐蚀 降温减慢降温减慢金属腐蚀金属腐蚀不同条件下铁钉的锈蚀不同条件下铁钉的锈蚀科学探究科学探究:总结：总结：铁钉遇到强酸或有铁钉遇到强酸或有O2、H2O存在的条件下，均存在的条件下，均可被腐蚀。遇到电解质时，一般腐蚀速度更快。可被腐蚀。遇到电解质时，一般腐蚀速度更快。电化学腐蚀电

4、化学腐蚀定义：定义： 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。金属失去电子而被氧化。原理：原理： 原电池反应原电池反应本质：本质：氧化还原反应氧化还原反应例如：例如： 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀钢铁在潮湿的空气中被腐蚀复习：原电池反应原理复习：原电池反应原理 1.有电解质溶液有电解质溶液 2.有活泼性不同的两种金属（或其中一种是非金属）有活泼性不同的两种金属（或其中一种是非金属） 3.闭合电路闭合电路 4.自发进行的氧化还原反应自发进行的氧化还原反应电极判断：电极判断：比较活泼的

5、一极是负极比较活泼的一极是负极比较不活泼的是正极比较不活泼的是正极条件条件钢铁的腐蚀钢铁的腐蚀为什么钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀？为什么钢铁在潮湿的空气中更容易腐蚀？原因：原因：空气中溶解空气中溶解CO2的水分酸性增强的水分酸性增强（形成电解质溶液）（形成电解质溶液）Fe和和C构成原电池的两极构成原电池的两极Fe：负：负C：正：正形成了原电池加快金属的腐蚀形成了原电池加快金属的腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 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相互相互联系联系金属跟氧化性物质金属跟氧化性物质直接接触直接接触不纯不纯金属或合金跟金属或合金跟电解电

6、解质溶液质溶液及氧化剂接触及氧化剂接触无电流无电流产生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较活泼金属被氧化金属被氧化两者往往两者往往同时同时发生，电化腐蚀更普遍发生，电化腐蚀更普遍(1)、析氢腐蚀（酸性水溶液）负极：Fe 2e = Fe2+总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2正极：2H+ + 2e = H22、钢铁的电化学腐蚀(2)、吸氧腐蚀（弱酸性、中性、碱性水溶液）负极：2Fe - 4e =2Fe2+正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)

7、3Fe2O3注意：注意：（1）电化腐蚀是通过构成无数微小的原电池）电化腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被保护。质）则被保护。（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。接触时，才会发生，并伴有微电流产生。（3）升温、原电池反应升温、原电池反应都可加快金属腐蚀都可加快金属腐蚀海边的铁制品比较容易生锈，为什么？二、金属的防二、金属的防护护1、影响金属腐蚀的因素、影响金属腐蚀的因

8、素 本性本性金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，金属越活泼，就越容易失去电子而被腐蚀，如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，如果金属中能导电的杂质不如该金属活泼，则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。则容易形成原电池而使金属发生电化学腐蚀。 介质介质金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电金属在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质溶液，都容易被腐蚀。解质溶液，都容易被腐蚀。 2、金属防护的常用方法、金属防护的常用方法排除造成腐蚀的因素排除造成腐蚀的因素（1）在金属表面覆盖保护层，如：涂油）在金属表面覆盖保护层，如：涂油漆、镀漆、镀Zn、镀、镀Sn、镀、镀Cr等等,或制成氧化膜。或制成氧化膜。

9、（2）在要保护的金属上连接一种比该金）在要保护的金属上连接一种比该金属更易失去电子的金属。属更易失去电子的金属。（3）改变金属的内部组织结构，如：将）改变金属的内部组织结构，如：将钢铁制成不锈钢。钢铁制成不锈钢。原理原理 ： 形成形成原电池反应原电池反应时时，让让被保护被保护金属金属做做正极正极，不反应，起到保护作用；不反应，起到保护作用；而而活泼金属反应受到腐蚀活泼金属反应受到腐蚀。航海船。航海船只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲阳极保护法来保护船体的。阳极保护法来保护船体的。1 1、牺牲阳极的阴极保护法、牺牲阳极的阴极保护法金属的电化学防护航海的船只航海的

10、船只的船底四周的船底四周镶嵌锌块镶嵌锌块（白色），（白色），就是利用就是利用牺牺牲阳极的阴牲阳极的阴极保护法极保护法。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块锌块金属的腐蚀与防护牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图 如何防止地下钢铁管道的腐蚀？如何防止地下钢铁管道的腐蚀？用牺牲镁块的方法来防止地下钢用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换铁管道的腐蚀，镁块要定期更换原理原理 ：将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为作为电解池电解池的两的两个极，使个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极

11、，在外加直流，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防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。止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。2 2、外加电流的阴极保护法、外加电流的阴极保护法金属的电化学防护辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性） 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：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腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法（电解池）牺牲阳极的阴极外接电源的

12、阴极保护法（电解池）牺牲阳极的阴极保护法（原电池）有一般防腐条件保护无防腐条件保护法（原电池）有一般防腐条件保护无防腐条件规律小结规律小结思考题:马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿的空气中，谁被腐蚀的速度快？ ZnFe马口铁SnFe白口铁及时及时反馈反馈下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5) (2) (1)(3) (4)练习练习1 1下列方法可用于金属防护的是（下列方法可用于金属防护的是（ ）原电池反应原电池反应 涂油漆涂油漆 电镀电镀 置于干燥环境置于干燥环境 A A B B C C D D全部全部D2 2有关金属腐蚀的论述，正确的是（有关金属腐蚀的论述，正确的是（ ）A A金属的腐蚀一定伴有电流产生金属的腐蚀一定伴有电流产生B BFeFe在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易在干燥的氯气里比在潮湿的空气里更易被腐蚀被腐蚀C C发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的发生化学能转变为电能的腐蚀时较活泼的金属总是作正极而被腐蚀金属总是作正极而被腐蚀D D发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐发生电化腐蚀时都有能量的转变，且被腐蚀的金属总是失电子蚀的金属总是失电子D3 3、如图、如图, , 水槽中试管内有一枚铁钉，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：放置数天观察