金屬的腐蝕和防護(hù)課用

金屬的腐蝕和防護(hù)

是指金屬或合金與周?chē)佑|到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。

由于與金屬接觸的介質(zhì)不同，發(fā)生腐蝕的化學(xué)原理也不同，一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。一、金屬的腐蝕1、化學(xué)腐蝕

金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕叫做化學(xué)腐蝕。一般情況下，溫度的升高會(huì)加快化學(xué)反應(yīng)速率。因此，溫度對(duì)化學(xué)腐蝕的影響較明顯。家用燃?xì)庠罘旁谀蠘O已差不多90年食品罐頭在新疆吐魯番和海南省兩地，哪個(gè)地區(qū)鐵生銹相對(duì)慢一些？為什么？

新疆吐魯番，因?yàn)樵摰貐^(qū)相對(duì)干燥，水分稀少，而海南地區(qū)潮濕多雨，溫度高，易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。2、電化學(xué)腐蝕

不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。科學(xué)探究現(xiàn)有潔凈無(wú)銹的鐵釘，試管、植物油、NaCl溶液、CH3COOH溶液和煮沸后迅速冷卻的蒸餾水，你也可以選用其他物品，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵釘銹蝕需要哪些條件，以及在什么條件下銹蝕速率快。不同條件下鐵釘?shù)母g實(shí)驗(yàn)方案CH3COOH溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水NaCl溶液煮沸后迅速冷卻的蒸餾水植物油記錄結(jié)論有氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)速率快相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間鐵釘未被腐蝕鐵釘被腐蝕最快由于無(wú)O2，較長(zhǎng)時(shí)間鐵釘未被腐蝕鐵釘漸漸生銹鐵釘被腐蝕無(wú)現(xiàn)象由于無(wú)O2，鐵釘未被腐蝕無(wú)現(xiàn)象由于無(wú)O2、H2O鐵釘不能被腐蝕植物油鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易被腐蝕,但在潮濕的空氣里卻很快被腐蝕,這是什么原因呢?

在潮濕的空氣里,鋼鐵表面吸附了一層薄薄的水膜。水膜中溶解有來(lái)自大氣中的CO2、SO2、H2S等氣體使水膜中含有一定量的H+

H2O+CO2

?H2CO3

?

H+

+HCO3

-

H2O?H++OH-這樣在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液的薄膜,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳構(gòu)成無(wú)數(shù)微小的原電池。鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖負(fù)極（Fe）：Fe-

2e-

=Fe2+正極（C）：①水膜酸性較強(qiáng)

2H++2e-

=H2

②水膜酸性很弱或呈中性

2H2O+O2+4e-=4OH-電解質(zhì)溶液鋼鐵其中鐵作負(fù)極,碳作正極析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)進(jìn)一步反應(yīng)聯(lián)系鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較水膜呈酸性水膜酸性很弱或呈中性2H+2e=H2+_2Fe-4e=2Fe2+_

Fe-2e

=Fe2+_O2+2H2O+4e=4OH__2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2Fe+2H=

+Fe+H22+4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3·nH2O通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以吸氧腐蝕為主。

化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕都是鐵等金屬原子失去電子變成陽(yáng)離子的過(guò)程。也就是說(shuō),金屬在腐蝕過(guò)程中,發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。3金屬腐蝕的本質(zhì)燒過(guò)菜的鐵鍋如果未及時(shí)洗凈（殘液中含NaCl），第二天便出現(xiàn)紅棕色銹斑（主要成分為Fe2O3?nH2O）。請(qǐng)問(wèn)這種腐蝕是化學(xué)腐蝕還是電化學(xué)腐蝕?為什么?解析：屬于電化學(xué)腐蝕。因?yàn)殍F鍋是由生鐵做成的,鐵鍋生銹是因?yàn)镕e-C-NaCl形成原電池。鐵作負(fù)極，失去電子變成亞鐵離子，從而被腐蝕。4、影響金屬腐蝕的因素：1、金屬的本性：金屬越活潑，就越容易失去電子而被腐蝕。如果金屬中能導(dǎo)電的雜質(zhì)不如該金屬活潑，則容易形成原電池而使金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕。2、介質(zhì)：遇潮濕空氣、腐蝕性氣體、電解質(zhì)溶液，容易被腐蝕思考與交流討論自行車(chē)的不同構(gòu)件如鏈條、鋼圈、支架和齒輪等分別采取了什么防銹措施？給鏈條涂上機(jī)油,將鋼圈表面鍍上一層鉻,給支架烤上一層漆,將齒輪鍍上一層鉻并涂上機(jī)油。思考與交流請(qǐng)根據(jù)生活常識(shí)以及下圖總結(jié)金屬防護(hù)常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的。健身器材刷油漆以防銹衣架和電線(xiàn)的外面包上一層塑料層某些工具的“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選用油脂來(lái)防銹，為什么不能用油漆自行車(chē)的鋼圈和車(chē)鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr二、金屬的防護(hù)方法1、在金屬表面覆蓋保護(hù)層：油、油漆、塑料、搪瓷、鍍一層金屬2、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如制成合金

3、電化學(xué)保護(hù)法（1）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法（原電池原理）(例：輪船船身上的鋅塊、地下鋼鐵管道接鎂塊)（2）外加電流的陰極保護(hù)法

你還知道哪些防止金屬腐蝕的方法？請(qǐng)舉例說(shuō)明。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。用犧牲鋅塊的方法來(lái)保護(hù)船身，鋅塊必須定期更換鋅塊用犧牲鎂塊的方法來(lái)防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換鎂（1）犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)的金屬作正極而活潑金屬作負(fù)極被腐蝕輔助陽(yáng)極（不溶性）（2）外加電流的陰極保護(hù)法

將被保護(hù)的金屬與電源的負(fù)極相連，作為電解池的陰極，在外加電源的作用下使陰極得到保護(hù)。（1）前者不需要外加電源，后者需要外加直流電源；（2）前者用活潑材料陽(yáng)極，后者用惰性材料陽(yáng)極；（3）前者消耗陽(yáng)極材料，后者消耗電能；（4）一般認(rèn)為后者效果好于前者，設(shè)備相對(duì)復(fù)雜，需要定期維護(hù)保養(yǎng)。

4、兩種電化學(xué)保護(hù)法的區(qū)別金屬腐蝕快慢規(guī)律小結(jié)（3）防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護(hù)法＞犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法＞有一定防腐措施保護(hù)＞無(wú)防腐措施(1)在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學(xué)腐蝕＞有防腐措施的腐蝕(2)同一金屬在不同介質(zhì)中腐蝕由快到慢順序：強(qiáng)電解質(zhì)＞弱電解質(zhì)＞非電解質(zhì)1、如圖所示，各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是（）①②A、②>①>③B、③>②>①C、②>③>①FeFeFeSnZnA課堂練習(xí)②③2、下列事實(shí)不能用電化學(xué)理論解釋的是（）A、輪船吃水線(xiàn)以下的船殼上裝一定數(shù)量的鋅塊B、鋁片不用特殊方法保護(hù)C、純鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，滴入少量的CuSO4溶液后速率加快D、鍍鋅鐵（在鐵上鍍一層鋅）比鍍錫耐用B3、有a、b、c、d四種金屬。將a與b連接起來(lái)，浸入電解質(zhì)溶液中，b不易腐蝕。將a、d分別投入等濃度的鹽酸中，d比a反應(yīng)強(qiáng)烈。將銅浸入b的鹽溶液里，無(wú)明顯變化。如果把銅浸入c的鹽溶液里，有金屬c析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱的為：()A．a(chǎn)>c>