1、第四章 电化学基 础 20202020年年3 3 月月2828日星 期六日星 期六 第四节 金属的电化学腐蚀与防护 是指金属或合金跟接触的气体或是指金属或合金跟接触的气体或 液体液体发生氧化还原反应而腐蚀发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。损耗的过程。 金属阳离子金属阳离子 失失e e- - （氧化反应氧化反应） 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 一、金属的电化学腐蚀（主要指铁的腐蚀一、金属的电化学腐蚀（主要指铁的腐蚀 金属原子金属原子 金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质： 1. 1. 金属腐蚀金属腐蚀 M M nene- - M Mn+ n+ 直接反应直接反应
2、原电池反应原电池反应 接触到的气体或液体不同 2 2H2H+ + 2e+ 2e- - =H=H2 2 Fe Fe - - 2e2e- - = Fe= Fe2+ 2+ Fe + 2HFe + 2H+ + =Fe =Fe2+ 2+ + H + H2 2 （1 1） 析氢腐蚀：析氢腐蚀： 负极：负极： 正极：正极： 电池反应：电池反应： 当钢铁处于酸性环境当钢铁处于酸性环境中中 析氢腐蚀和吸氧腐析氢腐蚀和吸氧腐 蚀都属于电化学腐蚀蚀都属于电化学腐蚀。 3 实验探究实验探究 将经过酸洗除锈的铁钉将经过酸洗除锈的铁钉， 用饱和食盐水浸泡一下用饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支放入下图具支 试管中试管中，观
3、察导管中水柱变化观察导管中水柱变化，并思考并思考 引起变化的原因引起变化的原因？ 吸氧腐蚀吸氧腐蚀 （2 2）吸氧腐蚀吸氧腐蚀 4 吸氧腐蚀：吸氧腐蚀： 发生条件：中性中性或或酸性很弱酸性很弱条件下条件下 5 2Fe 2Fe - - 4e4e- - = 2Fe= 2Fe2+ 2+ OO2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- -= 4OH= 4OH- - 2Fe+2Fe+ O O2 2+2H+2H2 2O O =2Fe(OH)=2Fe(OH)2 2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3 xH2O+(3-x) H2O 进一步
4、反应：进一步反应： 负极：负极： 正极：正极： 电池反应：电池反应： 6 更多时候写成立更多时候写成立 Fe(OH)3 Fe2O3 xH2O 这就是这就是铁锈铁锈 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 影响影响 因素因素 联系联系 金属跟干燥气体或非金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触电解质液体直接接触 不纯金属或合金不纯金属或合金 跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触 无电流产生无电流产生 有有微弱电流微弱电流产生产生 金属被氧化金属被氧化 较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化 与接触物质的氧化性与接触物质的氧化性 及温度有关及温度有关 与电解质溶液的酸碱与电解质溶
5、液的酸碱 性及金属活性有关性及金属活性有关 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍 7 下列各情况下，其中下列各情况下，其中FeFe片腐蚀由片腐蚀由 快快到到慢慢的顺序的顺序 是是 。 (5) (2) (1) (3) (4) 8 结论结论 判断金属腐蚀快慢的规律判断金属腐蚀快慢的规律 电解池电解池外界力量外界力量外力无法抗拒外力无法抗拒 电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正电解池的阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正 极电解池的阴极极电解池的阴极 1、电解原理引起的腐蚀、电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学化学 腐蚀防腐措施的腐蚀
6、腐蚀防腐措施的腐蚀 2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：、对同一种金属来说，腐蚀的快慢： 强电解质溶液强电解质溶液 弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液非电解质溶液 3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。 4、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀 越快。越快。 9 金属的防护方法：金属的防护方法： 1、 添加保护层添加保护层 刷油漆刷油漆 包一层塑料包一层塑料 镀上一层耐腐蚀的金属镀上一层耐腐蚀的金属 2、 改变金属结构即制成合金改变金属结构即制成合金 3、原电池保护法：牺
7、牲阳极的阴极保护法原电池保护法：牺牲阳极的阴极保护法 4、外加电源的阴极保护法外加电源的阴极保护法 本节内容只解释后二种方法！本节内容只解释后二种方法！ 原理原理 ： 形成原电池时形成原电池时，让让被保护金属被保护金属作作正极正极 ( (阴极阴极) )，不反应受到保护；而不反应受到保护；而活泼金活泼金 属属作作负极负极( (阳极阳极) )，反应受到腐蚀反应受到腐蚀。 1 1. .牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法 二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护 11 12 验证牺牲阳极的阴极保护法验证牺牲阳极的阴极保护法 13 辅助阳极辅助阳极 （不溶性）（不溶性） 2 2. .外加电流的阴极
8、保护法外加电流的阴极保护法 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作为电 解池的两个极解池的两个极，使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在外加直流电的作用下使阴极 得到保护得到保护。此法主要用于防止土壤此法主要用于防止土壤、 海水及水中金属设备的腐蚀海水及水中金属设备的腐蚀。 14 除此以外还有哪些防护方法？除此以外还有哪些防护方法？ 15 金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法: : 在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。 改变金属内部的组成结构，制成合金。改变金属内部的组成结构，制成合金。 电化学保护法，即
9、将金属作为原电池的电化学保护法，即将金属作为原电池的 正极或电解池的阴极而受到保护。正极或电解池的阴极而受到保护。 16 1 1、如图、如图, , 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： （1 1） 若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：腐蚀，电极反应式为：负极： 正极：正极： 若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，性， 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： （2 2） 中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧 FeFe2e2e- -FeFe2+ 2+ O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -4OH4OH 酸性酸性 析氢析氢 FeFe2e2e- -FeFe2+ 2+ 2H2H+ +2e+2e- -HH2 2 17
