选4-4第四节_金属电化学腐蚀与防护

1、第四节第四节 金属的电化学腐蚀与防护金属的电化学腐蚀与防护O返回一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀3、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2、金属腐蚀的本质：、金属腐蚀的本质：1、金属腐蚀：、金属腐蚀：是指金属或合金与周围的气体或液体物质发生是指金属或合金与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。氧化还原反应而引起损耗的现象。金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反应氧化反应金属原子金属原子O返回钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，在潮湿的环钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，在潮湿的环境里或湿度较大的环境里长期放置，比在干燥的境里或湿度较大的环境里长期放置

2、，比在干燥的环境下放置，哪个更易生锈变红，原因是什么？环境下放置，哪个更易生锈变红，原因是什么？化学腐蚀：化学腐蚀：金属跟接触到的干燥气体（如金属跟接触到的干燥气体（如O2、Cl2、SO2等）等）或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引或非电解质液体（如石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。起的腐蚀。化学腐蚀的速度随着温度升高而加快。化学腐蚀的速度随着温度升高而加快。电化学腐蚀：电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触，会发生原电池反不纯的金属跟电解质溶液接触，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的腐蚀。3、金属腐蚀的类型、金属腐蚀的类

3、型铁：负极铁：负极碳：正极碳：正极水膜（电解质溶液）水膜（电解质溶液）在钢铁表面形成在钢铁表面形成无数微小原电池无数微小原电池一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀腐蚀速率与什腐蚀速率与什么有关系么有关系?（常见普遍（常见普遍 , 腐蚀速率较快）腐蚀速率较快）O返回电化学腐蚀：电化学腐蚀：析氢腐蚀析氢腐蚀水膜酸性水膜酸性电解质溶液电解质溶液FeH+电极反应式：电极反应式：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe - - 2e- Fe2+（氧化反应氧化反应）2H+ 2e- H2（还原反应还原反应）Fe + 2H+ Fe2+ + H2在腐蚀过程中不断有在腐蚀过程中不断有H2放出放出一、金属的

4、电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀3、金属腐蚀的类型、金属腐蚀的类型O返回电化学腐蚀：电化学腐蚀：水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性电解质溶液电解质溶液Fe吸氧腐蚀吸氧腐蚀电极反应式：电极反应式：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：2Fe - - 4e- 2Fe2+（氧化反应氧化反应）2H2O + O2 + 4e- 4OH-（还原反应还原反应）2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2在腐蚀过程中吸收在腐蚀过程中吸收O24Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3Fe2O3xH2O铁锈铁锈脱水脱水一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀3、金属腐蚀的类型、金属腐蚀的类型O

5、返回钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀的比较析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件正极反应正极反应负极反应负极反应联系联系水膜呈水膜呈弱酸性弱酸性或或中性中性水膜水膜酸性酸性较强较强2Fe - - 4e- 2Fe2+2H2O + O2 + 4e- 4OH-2H+ 2e- H2通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。O返回化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀与电化腐蚀的比较化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件有无有无电流电流本质本质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电解金属或合金跟电解质溶液及氧化

6、剂接触质溶液及氧化剂接触无电流产生无电流产生有微弱的电流产生有微弱的电流产生金属被氧化的过程金属被氧化的过程较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化的过程的过程两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍O返回交流与讨论交流与讨论1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。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，在的水更强，在电解质溶液电解质溶液中，电化学腐蚀更容易进行。中，电化学腐蚀更容易进行。2.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。是由于

7、铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原原电池的负极电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。，因此铁易被腐蚀而生锈。3.炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含有炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含有NaCl），不久便），不久便会出现红褐色锈斑。会出现红褐色锈斑。O返回( ( - - ) ( + ) ( + )阳阳 Cu Cu 阴阴e-e-CuSO4溶液溶液电解池示意图电解池示意图原电池的原电池的负极负极也可称为也可称为阳极阳极, 正极正极也可称为也可称为阴极阴极铁铁FeO返回原理原理 ： 形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正极正极，

8、不，不反应，起到保护作用；而反应，起到保护作用；而活泼金属做活泼金属做负极负极受到腐蚀受到腐蚀。1 1牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法O返回原理原理 ： 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电解池的两个极，使作为电解池的两个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保，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。护。此法主要用于防止土壤、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外

9、加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 辅助阳极（不溶性）辅助阳极（不溶性）O返回2 2外加电流的阴极保护法外加电流的阴极保护法1 1牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法1 1在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层2 2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，制成合金三、金属防腐蚀的其它方法三、金属防腐蚀的其它方法 二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 O返回1、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)课堂练习金属腐蚀的快慢程度：金属腐蚀的快慢程

10、度：电解池的阳极电解池的阳极原电池的负极原电池的负极化学腐蚀化学腐蚀原电池的正极原电池的正极电解池的阴极电解池的阴极O返回金属腐蚀金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（我国作为世界上钢铁产量最多的国家（ 2005 年全国年全国生产钢材生产钢材37117.02万吨）万吨） ，每年被腐蚀的铁占到我，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损失占到国内生产总值的 2%4%；约合人民币：；约合人民币：3000亿元亿元(2005年我国国内生产总值将达年我国国内生产总值将达15万亿元万亿元)。根据各国调查结果，一

11、般说来，金属腐蚀所造成的根据各国调查结果，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经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过远远超过水灾、水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和总和，在这里，在这里还不包括还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。的间接损失。看后：你有何感想？看后：你有何感想？O返回金属腐蚀金属腐蚀金属腐蚀的主要害处，金属腐蚀的主要害处，不仅在不仅在于金属本身的损失，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。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某一零部件破裂而坠毁坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而；桥梁因钢梁产生裂缝而塌塌陷陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸爆炸；化；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染污染；管道；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生