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1、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10000亿美元，占各国国民生产总值GNP的2%4%，在美国，每年因钢铁腐蚀造成的损失就占国内生产总值的3%，大约三分之一的化学设备因局部腐蚀而停工。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GNP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
2、或液体发生氧化还原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）直接发生化学反应而引起的腐蚀。,不纯金属或合金跟电解质溶液接触时，发生原电池反应而引起的腐蚀，比较活泼的金属失去电子被氧化。,化学腐蚀： 电化学腐蚀：,(次要),(主要),根据与金属接触的介质不同,海边的铁制品比较容易生锈。,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呢？,钢铁,潮湿空气,水膜,CO2、 SO2、H2S,电解质溶液（H+),铁,C,原
3、电池,电解质溶液形成：,H+OH-,H2O+CO2,H+HCO3-,H2O,钢铁在这过程发生了电化学腐蚀。,根据电解质溶液的酸碱性的不同电化学腐蚀可分为两种。,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 nH2O,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(pH5.6时) 若pH5.6时则为析氢腐蚀。,电化学腐蚀。,金属与接触 物直接反应,不纯金属或合
4、金与电解质溶液形成原电池,无电流产生,有电流产生,金属被腐蚀,较活泼金属 被腐蚀,两者往往同时发生，但电化腐蚀更普遍。,化学腐蚀与电化学腐蚀比较,总结：,原理 ：,形成原电池时，让被保护金属作正极(阴极)，不反应受到保护；而活泼金属作负极(阳极)，反应受到腐蚀。,1.牺牲阳极的阴极保护法,二、金属的电化学防护,辅助阳极（不溶性）,2.外加电流的阴极保护法,原理 ：,将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,金属防护的几种重要方法: 在金属表面覆盖保护层。 改变金属内部的组成结构，制
5、成合金。 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。,归纳与整理,交流研讨 自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到 慢的顺序是： 。,课堂练习,(5)(2)(1)(3)(4),结论 判断金属腐蚀快慢的规律,电解池外界力量外力无法抗拒,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,1、电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀 化学腐蚀防腐措施的腐蚀,2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：,强电解质溶液 弱电解质溶液 非电解质溶液,3、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。,若液面上升，则溶液呈 ， 发生 腐蚀,电
6、极反应式为： 负极： , 正极： 。,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,例6、,分析右图，按要求写出有关反应方程式： （1）、铁棒上的电极反应式为： （2）、碳棒上的电极反应式为： （3）、溶液中发生反应的化学方程式：,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe4e-2Fe2+,镍镉可充电电池可发生如下反应：,Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知，该电池的负极材料是,Cd(OH)2+2Ni(OH)2,放电,充电,A. Cd,（ D ）,B. NiO(OH),D. Ni(OH)2,C. Cd(OH)2,例7、,
