DC_第二章_电化学腐蚀的理论基础(1)

1、v第一节第一节 电极与电极电位电极与电极电位 v第二节第二节 金属电化学腐蚀的热力学条件金属电化学腐蚀的热力学条件 v第三节第三节 电位电位-pH-pH图图 v第四节第四节 腐蚀电池腐蚀电池 v第五节第五节 极化与去极化极化与去极化v第六节第六节 腐蚀极化图腐蚀极化图 v第七节第七节 金属的钝化金属的钝化 v第八节第八节 析氢腐蚀与吸氧腐蚀析氢腐蚀与吸氧腐蚀 v第九节第九节 影响电化学腐蚀的因素影响电化学腐蚀的因素 v1.Electrochemical Corrosion1.Electrochemical Corrosion是指金属与介质发是指金属与介质发生电化学反应而引起的变质和损坏的现象。

2、生电化学反应而引起的变质和损坏的现象。v2.Difference between Electrochemical Corrosion and Chemical Corrosion 2.12.1电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多电化学腐蚀介质为能电离、可导电的电解质，且大多为水溶液。为水溶液。 2.22.2电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应和介质中的电化学腐蚀中，金属失去电子的氧化反应和介质中的氧化剂得到电子的还原反应在不同的部位相对独立地进行，氧化剂得到电子的还原反应在不同的部位相对独立地进行，而不是直接地进行电子交换。而不是直接地进行电子交换。 2.32.3电化学反应的阴、阳极

3、之间有腐蚀电流产生，腐蚀电电化学反应的阴、阳极之间有腐蚀电流产生，腐蚀电流的大小与腐蚀速度的快慢有直接关系。流的大小与腐蚀速度的快慢有直接关系。 2.42.4电化学腐蚀与电极电位的关系密切。电化学腐蚀与电极电位的关系密切。 2.52.5电化学腐蚀具有次生过程，使得腐蚀产物最终离开发电化学腐蚀具有次生过程，使得腐蚀产物最终离开发生腐蚀的原始部位。生腐蚀的原始部位。Section 1 Electrode and Electric Potential 电极与电极电位电极与电极电位 1. 1. 金属的电化学腐蚀现象金属的电化学腐蚀现象2. 2. 双电层双电层3. 3. 电极与电极电位电极与电极电位4.

4、 4. 电极电位的确定电极电位的确定1. The Phenomenon of Electrochemical Corrosion 金属的电化学腐蚀现象金属的电化学腐蚀现象 2442HZnSOSOHZn1. The Phenomenon of Electrochemical Corrosion 金属的电化学腐蚀现象金属的电化学腐蚀现象 图图2-2 Cu-ZnCu-Zn原电池模型原电池模型 为什么铜能够加速锌与稀为什么铜能够加速锌与稀硫酸的作用呢？硫酸的作用呢？铜之所以会加速锌片在稀铜之所以会加速锌片在稀硫酸中的溶解速度，是因硫酸中的溶解速度，是因为铜和锌以及稀硫酸组成为铜和锌以及稀硫酸组成了一个

5、原电池，而且铜的了一个原电池，而且铜的析氢电位较低。析氢电位较低。 2. Double Electric Layer 双电层双电层 （金属与溶液的界面特性）（金属与溶液的界面特性）2.1 Foundation of Three Type Double Electric Layer 三类三类双电层的建立双电层的建立 金属离子、极性分子、电解质离子金属离子、极性分子、电解质离子 2.1.1第一类双电层第一类双电层：金属侧荷负电、溶液侧荷正电金属侧荷负电、溶液侧荷正电。金属离子和极性金属离子和极性水分子之间的水分子之间的水化力大于金属离子与电子之间的结合力水化力大于金属离子与电子之间的结合力。 金属

6、溶液界面金属溶液界面 溶液侧溶液侧 金属侧金属侧锌、镉（锌、镉（Cd）、镁、铁等浸入水、酸、碱、盐溶液）、镁、铁等浸入水、酸、碱、盐溶液2.1.2第二类双电层：第二类双电层：金属侧荷正电，溶液侧荷负电金属侧荷正电，溶液侧荷负电。金属离子和极性分金属离子和极性分子之间的水化力小于金属离子与电子的结合力。子之间的水化力小于金属离子与电子的结合力。铂浸在铂盐溶液中、铜浸在铜盐的溶液中等等。铂浸在铂盐溶液中、铜浸在铜盐的溶液中等等。2.1.3第三类双电层：第三类双电层：金属侧荷正电、溶液侧荷负电的双电层金属侧荷正电、溶液侧荷负电的双电层。金属离子金属离子不能进入溶液，溶液中的金属离子也不能沉积到金属表

7、面。不能进入溶液，溶液中的金属离子也不能沉积到金属表面。 neOmHMOmHneMnn222. Double Electric Layer 双电层双电层 （金属与溶液的界面特性）（金属与溶液的界面特性）图图2-3 2-3 双电层双电层(a)(a)第一类双电层：第一类双电层：金属侧负电，溶液侧正电金属侧负电，溶液侧正电(b)(b)第二类双电层：第二类双电层：金属侧正电，溶液侧负电金属侧正电，溶液侧负电(c)(c)第三类双电层：第三类双电层：金属侧正电，溶液侧负电金属侧正电，溶液侧负电2.2 Stern Model of Double Electric Layer-斯特恩双电层模型斯特恩双电层模型

8、 “平板电容器平板电容器”的双电层结构模型：的双电层结构模型：紧密双电层模型紧密双电层模型 -赫姆霍兹（赫姆霍兹（Helmholtz）分散双电层模型分散双电层模型-古伊（古伊（Gouy）和奇普曼（）和奇普曼（Chipman）紧密紧密-分散双电层模型分散双电层模型- 斯特恩斯特恩 2.3 The Characteristics of Double Electric Layer 2.3.1双电层两层双电层两层“极板极板”分处于不同的两相分处于不同的两相 2.3.2双电层的内层有过剩电子或阳离子，当系统形成回路时，电双电层的内层有过剩电子或阳离子，当系统形成回路时，电子即可沿导线流入或流出电极子即可

9、沿导线流入或流出电极 2.3.3双电层犹如平板电容器，电场强度非常高双电层犹如平板电容器，电场强度非常高2. Double Electric Layer 双电层双电层 （金属与溶液的界面特性）图图2-4双电层结构的几种模型双电层结构的几种模型3. Electrode and Electric Potential 电极与电极电位电极与电极电位 电极定义电极定义：电子导体和离子导体组成的体系称为电极；如电子导体和离子导体组成的体系称为电极；如Cu|CuSO4称铜电称铜电极，极，Zn|ZnSO4称锌电极。称锌电极。电极电位电极电位是指电极两侧的电位差。是指电极两侧的电位差。 3.1 Classifi

10、cation of Electrode 电极的分类电极的分类3.1.1 Single Electrode 单电极单电极 在金属在金属-溶液的界面上只发生单一溶液的界面上只发生单一的电极反应的电极的电极反应的电极。3.1.1.1 Metal Electrode 金属电极：金属在含有该金属离子的电金属电极：金属在含有该金属离子的电解质溶液中构成的而且发生解质溶液中构成的而且发生 电极反应的电极。电极反应的电极。3.1.1.2 Gas Electrode 气体电极气体电极：金属在含有气体和气体离子的金属在含有气体和气体离子的溶液中构成的而且发生气体参与电极反应的电极。溶液中构成的而且发生气体参与电极

11、反应的电极。Hydrogen Electrode氢电极：氢电极：Oxygen Electrode氧电极：氧电极：Chlorine氯电极：氯电极：3.1.1.3 Oxidationreduction Electrode氧化氧化-还原电极还原电极：电极界面电极界面上只有电子交换，而不发生金属离子在相间迁越的电极称为氧化上只有电子交换，而不发生金属离子在相间迁越的电极称为氧化-还原电极。还原电极。 neMMneHH222OHeOHO44222CleCl22223FeeFe3.1.2 Metal Corrosion Electrode 金属腐蚀电极金属腐蚀电极 在一个电极上同时发生多于一个电极反应的电

12、极在一个电极上同时发生多于一个电极反应的电极。二重二重电极和多重电极。电极和多重电极。3.1.3 Reversible Electrode and Irreversible Electrode 可可逆电极与不可逆电极逆电极与不可逆电极 3.1.3.1 Reversible Electrode 可逆电极可逆电极还原反应：还原反应：氧化反应：氧化反应：3.1.3.2 Irreversible Electrode 不可逆电极不可逆电极 OmHCueOmHCuJ22212eOmHCuOmHCuJ222223. Electrode and Electric Potential 电极与电极电位电极与电极电

13、位 3.2 Electric Potential 电极电位电极电位3.2.1 Equilibrium Potential and Standard Potential 平衡电平衡电极电位与标准电极电位极电位与标准电极电位 平衡电极电位平衡电极电位：电极反应正逆过程的电荷和物质都达到了平衡，所以将：电极反应正逆过程的电荷和物质都达到了平衡，所以将这种电位称为平衡电极电位或可逆电位。这种电位称为平衡电极电位或可逆电位。 标准电极电位标准电极电位：参加电极反应的物质处于标准状态下，即溶液中含该种：参加电极反应的物质处于标准状态下，即溶液中含该种金属的离子的活度为金属的离子的活度为1、温度为、温度为2

14、98K、气体的分压为、气体的分压为1atm时，金属的平衡时，金属的平衡电极电位称为标准电极电位。电极电位称为标准电极电位。3.2.2 Non-equilibrium Potential and Stable Potential 非平衡非平衡电极电位与稳定电极电位电极电位与稳定电极电位 非平衡电极电位非平衡电极电位：电极上同时存在两种或两种以上不同物质参与的电化：电极上同时存在两种或两种以上不同物质参与的电化学反应，正逆过程的物质始终不能达到平衡状态，又称为不可逆电位。学反应，正逆过程的物质始终不能达到平衡状态，又称为不可逆电位。 稳定电位稳定电位：非平衡电位当电荷反应达到平衡时达到的一个稳定数

15、值的电位：非平衡电位当电荷反应达到平衡时达到的一个稳定数值的电位 3. Electrode and Electric Potential 电极与电极电位电极与电极电位 4. Specification Of Electric Potential电极电位的确定电极电位的确定 4.1 Measurement 测量法测量法4.1.1 Reference Electrode 参比电极参比电极作为参比电极要满足的条件：作为参比电极要满足的条件：电极反应是可逆的，电位稳定而不随时电极反应是可逆的，电位稳定而不随时间变化；间变化；交换电流密度大，不极化或难极化；交换电流密度大，不极化或难极化；参比电极内溶液

16、与腐蚀介参比电极内溶液与腐蚀介质互不渗污，溶液界面的电位小；质互不渗污，溶液界面的电位小；温度系数低。温度系数低。4.1.2 Standard Electrode 标标准电极准电极Standard Hydrogen Electrode标准氢电极标准氢电极 4.1.3 Measurement of Potential 电极电位的测量电极电位的测量4.2 Calculation 计算法计算法 能斯特公式：能斯特公式：式中式中 Ve、V0 电极的平衡电位及标准电位；电极的平衡电位及标准电位； R 通用气体常数，通用气体常数，8.313J/(molK)； n 参加电极反应的电子数；参加电极反应的电子数

17、； F 法拉第常数，等于法拉第常数，等于96500C/mol； a 平均活度（有效浓度）。平均活度（有效浓度）。 还原态氧化态aanFRTVVeln04. Specification Of Electric Potential电极电位的确定电极电位的确定 5.1 Standard Electrochemical Series 标准电位序标准电位序5.1.1定义：将各种金属电极的标准电位依其代数值的大小排列起来，就得到定义：将各种金属电极的标准电位依其代数值的大小排列起来，就得到各种金属的标准电位序，简称作电位序。各种金属的标准电位序，简称作电位序。5.1.2标准电位序的作用：标准电位序的作用：

18、 标准电位序指出了一定条件下金属的活泼程度。标准电位序指出了一定条件下金属的活泼程度。 电极电位是判断金属溶解变为金属离子倾向的依据。电极电位是判断金属溶解变为金属离子倾向的依据。5.1.3电位序应用的局限性电位序应用的局限性 金属的标准电位属热力学数据，只反映金属腐蚀的倾向性，不涉及腐蚀的速度问题。金属的标准电位属热力学数据，只反映金属腐蚀的倾向性，不涉及腐蚀的速度问题。 金属的标准电位是在溶液中只含自身金属离子的情况下测定的，没有考虑到溶液中其它金属离金属的标准电位是在溶液中只含自身金属离子的情况下测定的，没有考虑到溶液中其它金属离子的存在会影响该金属的电位，进而影响到电位序的变化。子的存

19、在会影响该金属的电位，进而影响到电位序的变化。 工程中使用的材料多数为合金，在腐蚀介质中往往属于腐蚀金属电极而形成腐蚀电池，根本没工程中使用的材料多数为合金，在腐蚀介质中往往属于腐蚀金属电极而形成腐蚀电池，根本没有标准电位可言。有标准电位可言。 当介质的条件发生变化，金属的电极电位要发生变化，相应的电位序可能发生变化。当介质的条件发生变化，金属的电极电位要发生变化，相应的电位序可能发生变化。5.2 Galvanic Series腐蚀电偶序腐蚀电偶序腐蚀电位序腐蚀电位序，就是把多种金属在某种介质中的稳定电位（腐蚀电位）值按其就是把多种金属在某种介质中的稳定电位（腐蚀电位）值按其代数值的大小排列次

20、序。代数值的大小排列次序。 5. Standard Electrochemical Series and Galvanic Series 标准电位序和腐蚀电位序标准电位序和腐蚀电位序 5. Standard Electrochemical Series and Galvanic Series 标准电位序和腐蚀电位序标准电位序和腐蚀电位序 5. Standard Electrochemical Series and Galvanic Series 标准电位序和腐蚀电位序标准电位序和腐蚀电位序 Section 2 Thermodynamic Conditions of Metal Electroc

21、hemical Corrosion 金属电化学腐蚀的热力学条件金属电化学腐蚀的热力学条件 1. The Condition of Anode Dissolution 阳极溶解反应自发进行的条件阳极溶解反应自发进行的条件 阳极阳极：发生氧化反应的电极；发生氧化反应的电极；阴极阴极：发生还原反应的电极。发生还原反应的电极。阳极氧化反应阳极氧化反应 相应的金属的平衡电极电位为相应的金属的平衡电极电位为VAe 。显然，若使金属的电极。显然，若使金属的电极电位偏离电位偏离VAe值，则动态平衡就遭到破坏。如果金属的电极电值，则动态平衡就遭到破坏。如果金属的电极电位能够保持在等于或负于位能够保持在等于或负于

22、VAe值，则金属成为金属离子的溶解值，则金属成为金属离子的溶解反应实际上是处于从低能位到高能位的条件下，过程不可能自反应实际上是处于从低能位到高能位的条件下，过程不可能自动发生。反之，如果由于溶液中其它离子或溶解气体的存在，动发生。反之，如果由于溶液中其它离子或溶解气体的存在，使金属的电极电位使金属的电极电位VA维持在比维持在比VAe更正的水平上，那么发生金更正的水平上，那么发生金属的溶解反应在热力学上就是可能的了。属的溶解反应在热力学上就是可能的了。 自发进行的条件是：自发进行的条件是： VA VAe neMMn2.The Condition of Cathode Reaction 阴极反应

23、自发进行的条件阴极反应自发进行的条件 阴极上吸收电子的还原反应。阴极上吸收电子的还原反应。阳离子还原：阳离子还原：中性分子离子化：中性分子离子化： 阴离子还原：阴离子还原：222HeHCueCu2223FeeFeOHOHeO42422CleCl222OHNOeHNO22322448228222SOOSeOS2.The Condition of Cathode Reaction 阴极反应自发进行的条件阴极反应自发进行的条件 与阳极反应同样的道理，当电极实际电位与阳极反应同样的道理，当电极实际电位Vk偏离阴极的平偏离阴极的平衡电位衡电位Vke时，上述的阴极反应的平衡亦将遭到破坏。如果时，上述的阴极

24、反应的平衡亦将遭到破坏。如果 Vk Vke反应朝氧化方向（向左）进行反应朝氧化方向（向左）进行, 而而Vk Vke 时反应朝时反应朝还原方向（向右还原方向（向右 ）进行。因此）进行。因此阴极去极化反应自发进行的条阴极去极化反应自发进行的条件件为：为： Vk VAe。3.2去极化剂从金属上取走电子的去极化反应要持续不断地进去极化剂从金属上取走电子的去极化反应要持续不断地进行，金属的电极电位要维持在比去极化剂的氧化还原电位更负行，金属的电极电位要维持在比去极化剂的氧化还原电位更负的数值上，即的数值上，即V V V Vkeke。即：金属的电位值即：金属的电位值V必须维持在既比必须维持在既比VAe正而

25、又比正而又比Vke负的数值负的数值上，上，VAe V Vke。 3. Thermodynamic Condition of Metal Electrochemical Corrosion 金属电化学腐蚀的热力学条件金属电化学腐蚀的热力学条件 1. The Structure of Pourbaix DiagramPourbaix图的组成图的组成1.1 Three Types of Curve in Pourbaix Diagram 电位电位-pH图的三类曲线图的三类曲线1.1.1 电极反应只与电极电位有关，而与溶液的电极反应只与电极电位有关，而与溶液的pHpH值无关，在电位值无关，在电位-pH

26、-pH图图上为一水平线。反应特点是只有电子交换，而不产生氢离子（或氢上为一水平线。反应特点是只有电子交换，而不产生氢离子（或氢氧根离子）。其平衡电位氧根离子）。其平衡电位( (能斯特方程能斯特方程) )分别为：分别为：当当t=25t=25时时eFeFe22eFeFe32222ln20/FeFeFeFeFeaFRTVV233232ln0/FeFeFeFeFeFeaaFRTVV22ln0295. 0441. 0/FeFeFeaV2332ln0591. 0746. 0/FeFeFeFeaaV 1. The Structure of Pourbaix DiagramPourbaix图的组成图的组成1.

27、1.2 反应只与反应只与pHpH值有关，而与电极电位无关，在电位值有关，而与电极电位无关，在电位-pH-pH图图上为一垂直线。上为一垂直线。 （沉淀反应沉淀反应） （水解反应水解反应）沉淀反应的平衡常数：沉淀反应的平衡常数：对于水解反应：对于水解反应：HOHFeOHFe2)(2222HOHFeOHFe223)(222222)(2FeHOHFeOHFeHaaaaaaK2lg2lgFeapHKpHaFe217.13lg2pHaaFeOHFe22. 2lg32)( 1. The Structure of Pourbaix DiagramPourbaix图的组成图的组成 1.1.3 既同电极电位有关，

28、又与溶液的既同电极电位有关，又与溶液的pHpH值有关，在电位值有关，在电位-pH-pH图上为一组斜线。图上为一组斜线。eHOHFeOHFe222)(eHOHFeOHFe3)(33222222)()(/lg0591. 00591. 0877. 0FeOHFeOHFeFeaapHV232lg0591. 01773. 0057. 1)(/FeOHFeFeapHV2.1 The Plotting of Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode 氢电极和氧电极的电位氢电极和氧电极的电位-pH图的绘制图的绘制 氢电极反应

29、氢电极反应 氧电极反应氧电极反应 由能斯特方程由能斯特方程2. Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode 氢电极和氧电极的电位氢电极和氧电极的电位-pH图图222HeHeOHOOH4242222220/lnHHHHHHPanFRTVV 240/222222lnOHHOOHOOHOaaPnFRTVV 22lg0259. 00591. 0/HHHPpHV 222lg0148. 00591. 023. 1/OOHOPpHVpHVHH0591. 02/ pHVOHO0591. 023. 122/atmPH12atmP

30、O12当当 则有则有 2. Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode 氢电极和氧电极的电位氢电极和氧电极的电位-pH图图2.2 The Analysis of Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode 氢电极和氧电极氢电极和氧电极的电位的电位-pH图的分析图的分析 和和 分别表示分别表示上述析氢反应和氧还原反上述析氢反应和氧还原反应在溶液中某应在溶液中某-pH值的平值的平衡电位。可以看出衡电位。可以看出 比比 正正1.23伏

31、，当伏，当pH值值升高一个单位，则升高一个单位，则 和和 都减小都减小0.059伏。伏。因此上图中画出两条斜率因此上图中画出两条斜率均为均为0.059的平行斜线，的平行斜线，a线为氢平衡线，线为氢平衡线，b线为氧线为氧平衡线。平衡线。2/ HHVOHOV22/OHOV22/2/ HHVOHOV22/2/ HHV2. Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode 氢电极和氧电极的电位氢电极和氧电极的电位-pH图图 2.2.12.2.1 氢平衡线氢平衡线 由图可见，若反应由图可见，若反应 的电位偏离的电位偏离a a线

32、向上移动，线向上移动，即电位升高。为了达到新的平衡，或在一定即电位升高。为了达到新的平衡，或在一定 下，下， 增大（增大（pHpH值值减小）；或在一定的减小）；或在一定的 下，减小下，减小 。若在某一水溶液中，。若在某一水溶液中，pHpH值值一定，氢电极的电极电位低于一定，氢电极的电极电位低于 =1atm=1atm时的电极电位，根据式时的电极电位，根据式 达到平衡时的达到平衡时的 就应大于就应大于1atm1atm，因此水溶液就会分解出氢来。，因此水溶液就会分解出氢来。所以所以a a线以下是氢稳定区（还原态稳定区）。反之，如果电极电位高线以下是氢稳定区（还原态稳定区）。反之，如果电极电位高于于

33、=1atm=1atm时的电极电位，根据上式，反应向减小的方向进行。就时的电极电位，根据上式，反应向减小的方向进行。就可能使分解成可能使分解成H H+ +的趋势，所以的趋势，所以a a线上方为线上方为H H+ +稳定区，即氧化态稳定区。稳定区，即氧化态稳定区。222HeH2HPHaHa2HP22lg0259. 00591. 0/HHHPpHV2HP2HP2HP2. Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode 氢电极和氧电极的电位氢电极和氧电极的电位-pH图图 2.2.2 氧平衡线氧平衡线 氧平衡线的情况与氢平衡线

34、类似，氧平衡线的情况与氢平衡线类似，b线上方为线上方为 稳定区（氧稳定区（氧化态稳定区），化态稳定区），b线下方为线下方为 的稳定区（还原态稳定区）的稳定区（还原态稳定区）。 由于氧反应体系的电位比氢反应体系的电位高，所以当氧反由于氧反应体系的电位比氢反应体系的电位高，所以当氧反应体系加入到氢反应体系中时，就要使氢反应体系的电位升应体系加入到氢反应体系中时，就要使氢反应体系的电位升高，促使反应朝生成高，促使反应朝生成 的方向进行，而氧反应体系的电位的方向进行，而氧反应体系的电位要降低，从而使反应朝生成水的方向进行。要降低，从而使反应朝生成水的方向进行。 总结：总结：在氢电极和氧电极的电位在氢电

35、极和氧电极的电位-pH图上，氢平衡线和氧平图上，氢平衡线和氧平 衡线把该图分成三部分。衡线把该图分成三部分。 氢平衡线氢平衡线a a以下为析氢区，即为氢气的稳定区；以下为析氢区，即为氢气的稳定区； 氧平衡线氧平衡线b b以上，氧气的稳定区；以上，氧气的稳定区； a a和和b b之间为水的稳定区。之间为水的稳定区。OH22OH2. Potential-pH Diagram of Hydrogen Electrode and Oxygen Electrode 氢电极和氧电极的电位氢电极和氧电极的电位-pH图图 3.1 The Plotting Step of Potential-pH Diagra

36、m 电位电位-pH-pH图的绘制步骤图的绘制步骤 列出有关物质的各种存在状态以及它们的标准生成自由能列出有关物质的各种存在状态以及它们的标准生成自由能和标准化学位值；和标准化学位值； 列出各有关物质之间可能发生的相互反应的方程式，写出列出各有关物质之间可能发生的相互反应的方程式，写出平衡方程式；平衡方程式； 作出各类反应的平衡关系对应的电位作出各类反应的平衡关系对应的电位pHpH曲线，最后会总成曲线，最后会总成综合的电位综合的电位-pH-pH图。图。3. Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H2O系的理论电位系的理论电位-p

37、H图图 3.2 Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H Fe-H2 2O O系的理论电位系的理论电位-pH-pH图图 3. Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H2O系的理论电位系的理论电位-pH图图 3.2 Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H Fe-H2 2O O系的理论电位系的理论电位-pH-pH图图 线表示线表示Fe转变为转变为Fe2+的反应：的反应： 线表示线表示Fe2+与与

38、Fe2O3的相互反应：的相互反应： 线代表线代表Fe2+与与Fe3+间的相互反应：间的相互反应：3. Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H2O系的理论电位系的理论电位-pH图图FeeFe222lg0295. 044. 0FeaVOHFeeHOFe223232262lg0591. 0177. 073. 0FeapHV23FeeFe23lg0591. 0771. 0FeFeaaV3.2 Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H Fe-H2 2O O系的理论电位

39、系的理论电位-pH-pH图图 线表示线表示Fe3+与与Fe2O3的相互反应：的相互反应： 线表示线表示Fe3O4与与Fe2O3的相互反应：的相互反应： 线表示线表示Fe与与Fe3O4间的相互反应：间的相互反应：3. Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H2O系的理论电位系的理论电位-pH图图HOFeOHFe6323223pHaFe372. 0lg3OHOFeeHOFe243322223pHV0591. 0221. 0OHFeeHOFe2434388pHV0591. 00846. 0 3.2 Theoretical Poten

40、tial-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H Fe-H2 2O O系的理论电位系的理论电位-pH-pH图图 线表示线表示Fe2+与与Fe3O4间的相互反应间的相互反应3. Theoretical Potential-pH Diagram of Fe-H2O System Fe-H2O系的理论电位系的理论电位-pH图图OHFeeHOFe224343282lg0886. 0236. 0980. 0FeapHV4.1 Three Types of Zone in Potential-pH Diagram 电位电位-pH图的三类图的三类区域区域稳定区稳定区 腐蚀区腐蚀区

41、钝化区钝化区4. The Applications of Potential-pH Diagram in Corrosion Field 电位电位-pH-pH图在腐蚀研究中的应用图在腐蚀研究中的应用 4.2 The Application of Potential-pH Diagram in Corrosion Technology 电位电位-pH-pH图在腐蚀科学中的应用图在腐蚀科学中的应用4. The Applications of Potential-pH Diagram in Corrosion Field 电位电位-pH-pH图在腐蚀研究中的应用图在腐蚀研究中的应用4.2.14.2.

42、1 预言一定（预言一定（V V、pHpH）条）条件下的腐蚀行为件下的腐蚀行为4.2.2 4.2.2 反映金属自发腐蚀的反映金属自发腐蚀的热力学倾向热力学倾向 金属的稳定区位于相对低金属的稳定区位于相对低电位的范围内，电位越高金电位的范围内，电位越高金属的热力学稳定性越差，越属的热力学稳定性越差，越容易发生腐蚀。容易发生腐蚀。 金属的腐蚀区往往在金属的腐蚀区往往在V-pHV-pH图的左、右两侧，而钝化区图的左、右两侧，而钝化区位于图的中部位于图的中部。金属的标准电位越正，稳金属的标准电位越正，稳定区越大，耐蚀性越好。定区越大，耐蚀性越好。 4.2 The Application of Poten

43、tial-pH Diagram in Corrosion Technology 电位电位-pH-pH图在腐蚀科学中的应用图在腐蚀科学中的应用 4.2.34.2.3指明对金属实行腐蚀保护的方向指明对金属实行腐蚀保护的方向4. The Applications of Potential-pH Diagram in Corrosion Field 电位电位-pH-pH图在腐蚀研究中的应用图在腐蚀研究中的应用 5.15.1绘制电位绘制电位-pH-pH图时，是以金属与溶液中的离子之间，溶液中图时，是以金属与溶液中的离子之间，溶液中的离子和含有这些离子的腐蚀产物之间的平衡作为先决条件的，的离子和含有这些离

44、子的腐蚀产物之间的平衡作为先决条件的，而忽略了溶液中其他离子对平衡的影响。而忽略了溶液中其他离子对平衡的影响。 5.25.2理论电位理论电位-pH-pH图中所表示的钝化区是指金属氧化物，或氢氧图中所表示的钝化区是指金属氧化物，或氢氧化物，或其它微溶的金属化合物以稳定相存在为依据的，而未化物，或其它微溶的金属化合物以稳定相存在为依据的，而未对它们的保护性进行讨论。对它们的保护性进行讨论。 5.35.3理论电位理论电位-pH-pH图只考虑图只考虑OH-OH-这种阴离子对平衡的影响。这种阴离子对平衡的影响。 5.45.4理论电位理论电位-pH-pH图中所示的图中所示的pHpH值，是处于平衡状态的值，及腐值，是处于平衡状态的值，及腐蚀体系表面整体的蚀体系表面整体的pHpH值。而实际腐蚀体系中，金属表面上各点值。而实际腐蚀体系中