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第四章第四章 电化学基础电化学基础金属的腐蚀在生活中非常普遍金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈钢铁生锈铜器生锈铜器生锈铜器表面生成铜绿铜器表面生成铜绿 中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据：组数据：全球全球每一分钟每一分钟就有就有1吨钢腐蚀成铁锈吨钢腐蚀成铁锈.全球每年钢铁腐蚀的经济损失约全球每年钢铁腐蚀的经济损失约10000亿美元，占亿美元，占各国国民生产总值的各国国民生产总值的2%4%，在美国，每年因钢，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的铁腐蚀造成的损失就占国
2、内生产总值的3%，大约，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。我国钢铁腐蚀经济损失高达腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总亿人民币，约占国民生产总值的值的4%，每年约有，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。蚀给人类造成的损失是惊人的。一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀1、什么是金属腐蚀？、什么是金属腐蚀？指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。2、金属腐蚀的本质是什么、金属腐蚀的本质是什么?是金属本身失
3、去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。M-ne-=Mn+3、金属腐蚀的类型有哪些？、金属腐蚀的类型有哪些？金属跟接触到的干燥气体（如金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或非电解质溶液（石油）等等）或非电解质溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。直接发生化学反应而引起的腐蚀。不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。子被氧化。化学腐蚀：化学腐蚀：电化学腐蚀：电化学腐蚀：根据与金属接触的介质不同根据与金属接触的介质不同升温可加
4、快升温可加快金属腐蚀金属腐蚀化学腐蚀：化学腐蚀：家用燃气灶的中心部位很容易生锈家用燃气灶的中心部位很容易生锈食品罐头放在南极食品罐头放在南极80多年了，却多年了，却很少生锈很少生锈海边的铁制品比较容易生锈。海边的铁制品比较容易生锈。电化学腐蚀电化学腐蚀讨论讨论为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，锈而在潮湿的空气中却易生锈？锈而在潮湿的空气中却易生锈？阅读：课本阅读：课本P84钢铁腐蚀钢铁腐蚀水膜呈水膜呈强酸性强酸性水膜呈水膜呈中性中性或或弱酸性弱酸性Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2H+2e-=H22H+Fe=Fe
5、2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe2O3 xH2O4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(1)若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 ，发生发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：电极反应式为：负极：负极：正极：正极：如图如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：数天观察：(2)若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 ，发生发生 腐蚀，电极反应式为：腐蚀，电极反应式为：负极：负极：正极：正极：弱酸性或中性弱酸性或中性吸氧吸氧2Fe 4e2Fe
6、2+O2+2H2O+4e4OH较强酸性较强酸性析氢析氢Fe 2eFe2+2H+2eH2 金属与接触金属与接触物直接反应物直接反应不纯金属或合金与电不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池解质溶液形成原电池无电流产生无电流产生有电流产生有电流产生金属被腐蚀金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀比较化学腐蚀与电化学腐蚀比较讨论讨论鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些鉴于金属发生腐蚀的原因，我们可以从哪些 方面设想解决问题的思路方面设想解决问题的思路？思路一：直接隔离思路一：直接隔离即可选用适当的材料使金属与空气或其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属即可选用适当的材料使金属与空气或
7、其他腐蚀性试剂隔离开，以阻止金属的腐蚀。的腐蚀。1、给金属穿上、给金属穿上“保护膜保护膜”例如：喷涂漆；涂油脂；表面钝化；电镀例如：喷涂漆；涂油脂；表面钝化；电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层强的金属镀层)等。等。二、金属的防护二、金属的防护思路二：改变本质思路二：改变本质 2、加入其他金属改变其组成、加入其他金属改变其组成思路三：因势利导思路三：因势利导 3、电化学防护法、电化学防护法重点掌握重点掌握牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法外加直流电源的阴极保护法外加直流电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法：牺牲阳极的阴极保护法：形成原电池反应时，让被
8、保护金属做形成原电池反应时，让被保护金属做正极正极，不反应，起到保护作用；，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。而活泼金属反应受到腐蚀。外加电流的阴极保护法：外加电流的阴极保护法：将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做将被保护的钢铁设备（如钢闸门）做阴极阴极，用惰性电极做辅助阳极，在外，用惰性电极做辅助阳极，在外加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或加直流电作用下，电子被迫流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面的腐蚀电流降至零或接近等于零。接近等于零。辅助阳极（不溶性）辅助阳极（不溶性）外加电流的阴极保护法示意图涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀锌镀锌镀铬
9、镀铬自行车的金属部件采用了什么样的防护措施自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是腐蚀速率最慢的是()A在潮湿疏松的土壤中；在潮湿疏松的土壤中；B在含铁元素较多的酸性土壤中；在含铁元素较多的酸性土壤中；C在干燥致密不透气的土壤中；在干燥致密不透气的土壤中；D在含碳较多的潮湿透气的中性土壤在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C2.下列现象与电化学腐蚀无关的是（下列现象与电化学腐蚀无关的是（）A黄铜制作的铜锣不易产生铜绿黄铜制作的铜锣不易产生铜绿 B生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈生铁比软铁芯（几乎
10、是纯铁）容易生锈 C铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D银质奖章久置表面变暗银质奖章久置表面变暗D3.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：片腐蚀由快到慢的顺序是：。(5)(2)(1)(3)(4)规律规律在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：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：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施的腐蚀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外接电源的阴极保
11、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无防腐条件课堂小结，总结归纳课堂小结，总结归纳 金属腐蚀的概念和本质金属腐蚀的概念和本质金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型金属电化学腐蚀的条件和原理金属电化学腐蚀的条件和原理金属的防护金属的防护金属的电化学防护金属的电化学防护内内 容容 小小 结结1、课本、课本P88 第第3题、第题、第4题、第题、第5题题布置作业布置作业2、有、有M、N两种金属，两种金属，分别与盐酸反应，产生分别与盐酸反应，产生H2速率速率相近，试设计一个实验相近，试设计一个实验比较比较M、N两种金属的活泼性。两种金属的活泼性。1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履
12、行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产
13、品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。1.我公司将积极配合监理工程师及现场监理工程师代表履行他们的职责和权力。2.我公司在开工前，将根据合同中明确规定的永久性工程图纸，施工进度计划，施工组织设计等文件及时提交给监理工程师批准。以使监理工程师对该项设计的适用性和完备性进行审查
14、并满意所必需的图纸、规范、计算书及其他资料；也使招标人能操作、维修、拆除、组装及调整所设计的永久性工程。3.在施工全过程中，严格按照经招标人及监理工程师批准的“施工组织设计”进行工程的质量管理。在分包单位“自检”和总承包专检的基础上，接受监理工程师的验收和检查，并按照监理工程师的要求，予以整改。、4.贯彻总包单位已建立的质量控制、检查、管理制度，并据此对各分包施工单位予以检控，确保产品达到优良。总承包对整个工程产品质量负有最终责任，任何分包单位工作的失职、失误造成的严重后果，招标人只认总承包方，因而总承包方必须杜绝现场施工分包单位不服从总承包方和监理工程师监理的不正常现象。5.所有进入现场使用的成品、半成品、设备、材料、器具，均主动向监理工程师提交产品合格证或质保书，应按规定使用前需进行物理化学试验检测的材料，主动递交检测结果报告，使所使用的材料、设备不给工程造成浪费。
