金属的电化学腐蚀与防护(公开课课件).ppt

第四节 金属的电化学腐蚀与防护,第四章 电化学基础,金属的腐蚀在生活中非常普遍,钢铁生锈,铜器生锈,铜器表面生成铜绿,中国航天工业总公司第三十一研究所近日公布了一组数据： 全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈. 全球每年钢铁腐蚀的经济损失约100000亿美元，占各国国民生产总值的2%4%，我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。,资料：,一、金属的腐蚀,1、什么是金属腐蚀？,指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。,2、金属腐蚀的本质是什么?,是金属本身失去电子变成阳离子的过程（发生氧化反应）。,M - ne- = Mn+,3、金属腐蚀的类型有哪些？,金属跟接触到的干燥气体（如SO2、Cl2、O2等）或非电解质溶液（石油）等直接发生化学反应而引起的腐蚀。,不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。,化学腐蚀： 电化学腐蚀：,根据与金属接触的介质不同,升温可加快金属腐蚀,化学腐蚀：,家用燃气灶的中心部位很容易生锈,食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈,海边的铁制品比较容易生锈。,电化学腐蚀,讨论为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈， 而在潮湿的空气中却易生锈？,铁钉锈蚀条件的探究,阅读：课本,钢铁的析氢腐蚀示意图,【实验4-3】 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中。几分钟后，导管中的水柱上升了，你知道为什么吗？,钢铁的吸氧腐蚀示意图,钢铁腐蚀,水膜呈强酸性,水膜呈中性或弱酸性,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H+2e-=H2,2H+Fe=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,Fe2O3 xH2O,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,金属的腐蚀以电化腐蚀为主， 电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主,若液面上升，则溶液呈 ， 发生 腐蚀,电极反应式为： 负极： 正极：,1.如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置 数天观察：,(2)若液面下降，则溶液呈 ， 发生 腐蚀，电极反应式为： 负极： 正极：,弱酸性或中性,吸氧,2Fe 4e2Fe2+,O2+2H2O+4e4OH,较强酸性,析氢,Fe 2eFe2+,2H+2eH2,课堂练习,二、金属的防护,1、原理,防止金属失电子,2、电化学防护 牺牲阳极保护法,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，活泼金属做负极。,将被保护金属作为电解池的阴极，另一导电物质作为阳极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。,.外加电流的阴极保护法,3.金属的常见防护方法 .在金属表面覆盖保护层。 例如：喷涂漆；涂油脂；表面钝化；电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。,.改变金属内部的组成结构，制成合金。 在钢铁中加入一定比例的铬和镍（如14%8%Cr，7%9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的“不锈钢”(合金)。,金属防护的几种重要方法: 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。 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。,总结：,自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢： 防腐措施由好到坏的顺序如下：,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,外接电源的阴极保护法