化學金屬的電化學腐蝕與防護

關(guān)于化學金屬的電化學腐蝕與防護第一頁，共二十四頁，2022年，8月28日金屬腐蝕的現(xiàn)象銹蝕的大橋銹蝕的閘門銹蝕的輪船銹蝕的樓梯第二頁，共二十四頁，2022年，8月28日金屬的腐蝕現(xiàn)象非常普遍：1、鋼鐵生銹：鐵銹的主要成分：金屬腐蝕的不利后果有哪些？Fe2O3·XH2OCu2(OH)2CO3

2、銅器表面生成銅綠：銅綠的主要成分：第三頁，共二十四頁，2022年，8月28日金屬腐蝕的主要害處，不僅在于金屬本身的損失，更嚴重的是金屬制品結(jié)構(gòu)損壞所造成的損失比金屬本身要大到無法估量。腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也經(jīng)常對安全構(gòu)成威脅。國內(nèi)外都曾發(fā)生過許多災(zāi)難性腐蝕事故，如飛機因某一零部件破裂而墜毀；橋梁因鋼梁產(chǎn)生裂縫而塌陷；油管因穿孔或裂縫而漏油，引起著火爆炸；化工廠中儲酸槽穿孔泄漏，造成重大環(huán)境污染；管道和設(shè)備跑、冒、滴、漏，破壞生產(chǎn)環(huán)境，有毒氣體如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更會危及工作人員和附近居民的生命安全。面對這樣驚人的數(shù)據(jù)和金屬腐蝕危害事實，大家有沒有想過，鐵怎么會被腐蝕？怎樣防腐？第四頁，共二十四頁，2022年，8月28日1、什么是金屬腐蝕？有哪些類別？2、化學腐蝕和哪些因素有關(guān)？3、什么是電化學腐蝕？有哪些類別？分別發(fā)生哪些電極反應(yīng)？第五頁，共二十四頁，2022年，8月28日一、金屬腐蝕金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。金屬腐蝕化學腐蝕電化學腐蝕一、金屬的腐蝕（1）定義：（2）本質(zhì)：金屬失去電子被氧化。1、接觸的介質(zhì)不同，2、發(fā)生腐蝕的化學原理不同第六頁，共二十四頁，2022年，8月28日

金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、CI2、SO2等）直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。1、化學腐蝕一、金屬的腐蝕（2）原理：（1）定義：（3）影響因素：金屬跟氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)。金屬越活潑，越易被腐蝕；金屬所處的環(huán)境溫度越高，腐蝕速率越快；氧化劑濃度越大，腐蝕速率越快。第七頁，共二十四頁，2022年，8月28日知識總結(jié)金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)（三）金屬腐蝕的類型化學腐蝕電化學腐蝕一、金屬的電化學腐蝕金屬原子（二）金屬腐蝕的本質(zhì)：（一）金屬腐蝕：是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。M–ne-→Mn+1、接觸的介質(zhì)不同，2、發(fā)生腐蝕的化學原理不同第八頁，共二十四頁，2022年，8月28日化學腐蝕與電化學腐蝕的比較:化學腐蝕電化學腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)聯(lián)系影響因素金屬與接觸的干燥氣體（Cl2、O2、SO2）或者非電解質(zhì)液體（石油）直接接觸發(fā)生化學反應(yīng)不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生金屬被氧化較活潑金屬被氧化兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍歸納總結(jié)和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。電解質(zhì)溶液酸堿性第九頁，共二十四頁，2022年，8月28日1、化學腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕。影響因素：和接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)。2、電化學腐蝕：不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。知識總結(jié)電化學腐蝕的類型析氫腐蝕吸氧腐蝕第十頁，共二十四頁，2022年，8月28日活動與探究P91向鐵粉中加入少量的炭粉，混合均勻后，撒入內(nèi)壁分別用氯化鈉和稀醋酸潤濕過的兩支試管分別標記為a、b中，按圖1-28裝置好儀器。幾分鐘后，打開止水夾，觀察、比較導(dǎo)管中水柱（在水中滴加幾滴紅墨水）的變化和試管中的現(xiàn)象。第十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日實驗現(xiàn)象：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降。思考：導(dǎo)管中的水柱變化說明什么問題？討論，小結(jié)：裝置a中的導(dǎo)管中水柱上升，說明大試管內(nèi)氣體壓強減小，a裝置中有氣體參加反應(yīng)。裝置b中的導(dǎo)管中水柱下降，說明大試管內(nèi)氣體生成。思考：向鐵粉中加入炭粉的作用是什么？在a裝置中鐵、炭、氯化鈉溶液及b裝置中鐵、炭、醋酸均構(gòu)成原電池，能加快化學反應(yīng)速率。第十二頁，共二十四頁，2022年，8月28日請大家根據(jù)原電池原理，寫出電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。a裝置中：負極：Fe-2e-=Fe2+正極：O2+2H2O+4e-=

4OH-電池反應(yīng)：2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)2分析：中性或酸性很弱或堿性條件下，易發(fā)生吸氧腐蝕。4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O進一步反應(yīng)：第十三頁，共二十四頁，2022年，8月28日正極：2H++2e-=H2

↑負極：Fe-2e-=Fe2+b裝置中:電池反應(yīng)：Fe+2H+=Fe2++H2↑分析：當鋼鐵處于酸性氣氛中時，易發(fā)生析氫腐蝕。析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學腐蝕。第十四頁，共二十四頁，2022年，8月28日鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或堿性。電極反應(yīng)負極Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第十五頁，共二十四頁，2022年，8月28日

請大家根據(jù)鐵生銹的原理，思考應(yīng)采取什么措施防止鐵生銹？交流與討論請大家閱讀課本Ｐ92-93第十六頁，共二十四頁，2022年，8月28日原理：形成原電池反應(yīng)時，讓被保護金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。1.犧牲陽極保護法二、金屬的電化學保護犧牲陽極的陰極保護法示意圖第十七頁，共二十四頁，2022年，8月28日2.外加電流法將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及水中金屬設(shè)備的腐蝕。輔助陽極（不溶性）外加電流的陰極保護法示意圖第十八頁，共二十四頁，2022年，8月28日金屬防護的其他幾種重要方法①在金屬表面覆蓋保護層。刷油漆、涂機油、加塑料層……②改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，制成合金。不銹鋼、馬口鐵、白口鐵……衣架和電線的外面包上一層塑料層健身器材刷油漆以防銹自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr第十九頁，共二十四頁，2022年，8月28日探究一：鍍鋅鐵皮和鍍錫鐵皮哪個更易被腐蝕？為什么？探究二、純鋅和粗鋅哪個更易和酸反應(yīng)？如果向酸中再加入硫酸銅又會什么現(xiàn)象？第二十頁，共二十四頁，2022年，8月28日3.下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)課堂練習第二十一頁，共二十四頁，2022年，8月28日4、下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速率由慢到快的順序是_________