金屬的化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕課件

1、請請比較下列比較下列Fe腐蝕的快慢？腐蝕的快慢？鐵與鐵與酸反應(yīng)酸反應(yīng)鐵與碳形成原電池鐵與碳形成原電池鐵鐵作作負(fù)極被腐蝕負(fù)極被腐蝕。腐蝕速率較慢。腐蝕速率較慢。 腐蝕速率較快。腐蝕速率較快。 調(diào)查人員事后發(fā)現(xiàn)造成本次事故的多個(gè)因，調(diào)查人員事后發(fā)現(xiàn)造成本次事故的多個(gè)因，比如巨大的交通流量、丟失的各類關(guān)鍵螺栓、以比如巨大的交通流量、丟失的各類關(guān)鍵螺栓、以及老化生銹的金屬結(jié)構(gòu)等等。還有一個(gè)不可忽視及老化生銹的金屬結(jié)構(gòu)等等。還有一個(gè)不可忽視的因素，就是在大橋橋體內(nèi)棲息的鴿子在橋梁的的因素，就是在大橋橋體內(nèi)棲息的鴿子在橋梁的關(guān)鍵部位留下了大量的糞便。隨著時(shí)間的推移，關(guān)鍵部位留下了大量的糞便。隨著時(shí)間的推移

2、，移，鴿子窩及移，鴿子窩及其排泄的糞便其排泄的糞便加快了大橋金加快了大橋金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕屬結(jié)構(gòu)的腐蝕老化度，最終老化度，最終成為本次垮塌成為本次垮塌事件的幫兇。事件的幫兇。 我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（去年全國生產(chǎn)鋼材家（去年全國生產(chǎn)鋼材5.65億噸），億噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，由于金屬腐蝕而造成的的十分之一，由于金屬腐蝕而造成的損失占國內(nèi)生產(chǎn)總值的損失占國內(nèi)生產(chǎn)總值的3%，約合人，約合人民幣民幣10000億元。億元。金屬腐蝕金屬腐蝕失電子失電子氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)金屬陽離子金屬陽離子金屬原子金屬原子2 2

3、、本質(zhì)、本質(zhì)1 1、定義、定義 指金屬或合金發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕指金屬或合金發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。損耗的過程。鐵在潮濕的空氣中生銹鐵在潮濕的空氣中生銹 鐵被酸雨腐蝕鐵被酸雨腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)室A AB B水水問題討論問題討論構(gòu)成了原電池裝置構(gòu)成了原電池裝置1 1號：號：A A管中產(chǎn)生氣泡，管中產(chǎn)生氣泡，B B管中導(dǎo)管內(nèi)液面下降管中導(dǎo)管內(nèi)液面下降2 2號：號：A A管無明顯變化，管無明顯變化，B B管中導(dǎo)管內(nèi)液面上升管中導(dǎo)管內(nèi)液面上升正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：1號試管號試管:電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：析氫腐蝕析氫腐蝕發(fā)生條件：發(fā)生條件： 鋼鐵處于鋼鐵處于酸性較強(qiáng)酸性較強(qiáng)環(huán)境中環(huán)境中Fe

4、 - 2e- = Fe2+2H+ + 2e- =H2Fe + 2H+ = Fe2+ + H2正極：正極：負(fù)極：負(fù)極：2號試管號試管:電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：吸氧腐蝕吸氧腐蝕發(fā)生條件：發(fā)生條件：鋼鐵處于鋼鐵處于極弱酸性極弱酸性或或中性中性或或堿性堿性氣氛中氣氛中Fe - 2e- = Fe2+O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學(xué)腐蝕4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O進(jìn)一步反應(yīng)：進(jìn)一步反應(yīng)：一般情況下，金屬

5、的一般情況下，金屬的電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕中中吸吸氧腐蝕氧腐蝕更為主要。更為主要。3. 3. 類型類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕金屬腐蝕金屬腐蝕1.1.相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。相對于在內(nèi)河行駛的輪船來說，海輪更容易被腐蝕。 海水中含有較多鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的海水中含有較多鹽類，導(dǎo)電能力比內(nèi)河的水更強(qiáng)，因此，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。水更強(qiáng)，因此，電化學(xué)腐蝕更容易進(jìn)行。2. 19102. 1910年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有年遺留在南極的食品罐頭盒，其表面至今很少有鐵銹出現(xiàn)。鐵銹出現(xiàn)。 說明在低溫下，腐蝕更難進(jìn)行。說明在低

6、溫下，腐蝕更難進(jìn)行。應(yīng)用拓展應(yīng)用拓展3.3.當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí)，工廠附近的鐵制品當(dāng)化工廠排出的廢氣為酸性氣體時(shí)，工廠附近的鐵制品容易生銹。容易生銹。 說明酸性條件下金屬更容易被腐蝕。說明酸性條件下金屬更容易被腐蝕。4.4.用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹，而連接鋅板的用于連接銅板的鐵螺絲容易生銹，而連接鋅板的鐵螺絲卻不易生銹。鐵螺絲卻不易生銹。 空氣中的空氣中的CO2和水蒸氣可在活潑性不同的金屬和水蒸氣可在活潑性不同的金屬表面形成一層水膜，從而構(gòu)成原電池。前者鐵作負(fù)表面形成一層水膜，從而構(gòu)成原電池。前者鐵作負(fù)極，易失電子，因而易被腐蝕；后者鐵作正極，不極，易失電子，因而易被腐蝕；后者鐵

7、作正極，不易失電子，因而不易被腐蝕。易失電子，因而不易被腐蝕。應(yīng)用拓展應(yīng)用拓展問題討論問題討論金屬的一般防腐措施有哪些？金屬的一般防腐措施有哪些？烤藍(lán)烤藍(lán)涂機(jī)油涂機(jī)油烤漆烤漆涂凡涂凡士林士林鍍鋅鍍鋅鍍鉻鍍鉻 請大家根據(jù)金屬腐蝕的本質(zhì)，思考還可請大家根據(jù)金屬腐蝕的本質(zhì)，思考還可以采取什么措施防腐？以采取什么措施防腐？問題討論問題討論二、金屬的電化學(xué)防腐二、金屬的電化學(xué)防腐1. 1. 原理原理 防止金屬失電子防止金屬失電子2. 2. 犧牲陽極保護(hù)法犧牲陽極保護(hù)法 形成原電池形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，護(hù)金屬做正極，活潑金屬做負(fù)極?；顫娊饘僮鲐?fù)極。 將被保護(hù)金屬將被保護(hù)金屬作

8、為電解池的陰作為電解池的陰極，另一導(dǎo)電物極，另一導(dǎo)電物質(zhì)作為陽極，在質(zhì)作為陽極，在外加直流電的作外加直流電的作用下使陰極得到用下使陰極得到保護(hù)。保護(hù)。輔助陽極輔助陽極（石墨）（石墨）3. 3. 外加電流外加電流的陰極保護(hù)法的陰極保護(hù)法健身器材刷油漆以防銹健身器材刷油漆以防銹衣架和電線的外面衣架和電線的外面包上一層塑料層包上一層塑料層某些工具的某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位部位”選用油脂來防銹選用油脂來防銹自行車的鋼圈和車鈴自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的耐腐蝕又耐磨的Cr你還你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請舉例說明。請舉例說明

9、。 制成不銹鋼；或在金屬表面鍍一層比制成不銹鋼；或在金屬表面鍍一層比要保護(hù)的金屬更活潑的金屬。要保護(hù)的金屬更活潑的金屬。用用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換船身，鋅塊必須定期更換鋅塊鋅塊用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換鎂鎂3. 下列各情況，在其中下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是片腐蝕由快到慢的順序是(5) (2) (1) (3) (4)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)1. 如圖如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液

10、面上升，則溶液呈若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生性，發(fā)生 腐蝕腐蝕,電極反應(yīng)式為：負(fù)極：電極反應(yīng)式為：負(fù)極： 正極：正極：若液面下降，則溶液呈若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負(fù)極：負(fù)極： 正極：正極： 。（2）中性或堿性中性或堿性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氫析氫Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2. 20002. 2000年年5 5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會上花費(fèi)月，保利集團(tuán)在香港拍賣會上花費(fèi)30003000多萬港多萬港幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和幣購回在火燒圓明園時(shí)流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 這三件這三件17601760年銅鑄的國寶在年銅鑄的國寶在240 240 年后看上去年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是A、它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃