第四節(jié) 金屬的電化學腐蝕與防護

第四節(jié)金屬的電化學腐蝕與防護第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三金屬腐蝕我國作為世界上鋼鐵產(chǎn)量最多的國家（2005年全國生產(chǎn)鋼材37117.02萬噸），每年被腐蝕的鐵占到我國鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，因為金屬腐蝕而造成的損失占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%~4%；約合人民幣：3000億元（2005年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值將達15萬億元）。根據(jù)各國調(diào)查結(jié)果，一般說來，金屬腐蝕所造成的經(jīng)濟損失大致為該國國民生產(chǎn)總值的4%左右。另據(jù)國外統(tǒng)計，金屬腐蝕的年損失遠遠超過水災、火災、風災和地震（平均值）損失的總和，在這里還不包括由于腐蝕導致的停工、減產(chǎn)和爆炸等造成的間接損失。閱讀：你有何感想？第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三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。第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三面對這樣驚人的數(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4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三閱讀課本P84-P851、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5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三

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。金屬陽離子失e-（氧化反應(yīng)）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金屬腐蝕的本質(zhì)：1.金屬腐蝕M–ne-→Mn+—

直接反應(yīng)—原電池反應(yīng)接觸到的氣體或液體不同第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三為什么鐵在干燥的空氣中不易生銹，在潮濕的空氣中卻易生銹？第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三[實驗探究]

將經(jīng)過酸洗除銹的鐵釘，用飽和食鹽水浸泡一下，放入下圖具支試管中，觀察導管中水柱變化，并思考引起變化的原因？吸氧腐蝕2.電化學腐蝕第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三⑴吸氧腐蝕：發(fā)生條件：中性或酸性很弱條件下第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-2Fe+

O2+2H2O

=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3·xH2O+(3-x)H2O進一步反應(yīng)：負極：正極：電池反應(yīng)：第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三2H++2e-=H2↑Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2++H2↑⑵析氫腐蝕：負極：正極：電池反應(yīng)：當鋼鐵處于酸性環(huán)境中★析氫腐蝕和吸氧腐蝕都屬于電化學腐蝕。第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三化學腐蝕電化學腐蝕條件現(xiàn)象本質(zhì)影響因素聯(lián)系金屬跟干燥氣體或非電解質(zhì)液體直接接觸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化學腐蝕與電化學腐蝕的比較與接觸物質(zhì)的氧化性及溫度有關(guān)與電解質(zhì)溶液的酸堿性及金屬活性有關(guān)兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更普遍第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三

下列各情況下，其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是

。(5)(2)(1)(3)(4)討論與交流第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三結(jié)論判斷金屬腐蝕快慢的規(guī)律電解池→外界力量→外力無法抗拒電解池的陽極＞原電池的負極＞化學腐蝕＞原電池的正極＞電解池的陰極1、電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞防腐措施的腐蝕2、對同一種金屬來說，腐蝕的快慢：強電解質(zhì)溶液＞弱電解質(zhì)溶液＞非電解質(zhì)溶液3、活潑性不同的兩金屬，活潑性差別越大，腐蝕越慢。4、對同一種電解質(zhì)溶液來說，電解質(zhì)溶液濃度越大，腐蝕越快。第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三原理：形成原電池時，讓被保護金屬作正極(陰極)，不反應(yīng)受到保護；而活潑金屬作負極(陽極)，反應(yīng)受到腐蝕。1.犧牲陽極的陰極保護法二、金屬的電化學防護第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三科學探究驗證犧牲陽極的陰極保護法

第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三輔助陽極（不溶性）2.外加電流的陰極保護法原理：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。第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三除此以外還有哪些防護方法？第19頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三金屬防護的幾種重要方法:①在金屬表面覆蓋保護層。②改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，制成合金。③電化學保護法，即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護。歸納與整理第20頁，共21頁，2023年，2月20日，星期三1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若液面上升，則溶液呈

，發(fā)生

腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：

正極：若液面下降，則溶液呈性，發(fā)生腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極：

正極：