《电位-pH图在金属腐蚀中的应用#高级课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电位-pH图在金属腐蚀中的应用#高级课件（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章电位-pH图在金属腐蚀中的应用1优质课件2优质课件3优质课件4优质课件5优质课件6优质课件吉布斯自由能吉布斯自由能7优质课件8优质课件9优质课件化学位：偏摩尔自由能，强度性质，kJ/mol理想气体：溶液：标准化学位：附表6：物质的标准摩尔生成自由能10优质课件(1)pH=0的酸性溶液自发过程11优质课件(2)同空气接触的纯水(pH=7,pO2=0.21*105Pa)12优质课件(3)同空气接触的碱性溶液(pH=14,pO2=0.21*105Pa)13优质课件标准自由能变化 作为近似判断依据反应自发反应非自发铜在无氧有氧纯盐酸中的腐蚀倾向判断：14优质课件热力学上不稳定的金属在适当条件下发
2、生钝化而耐蚀查看附表6，发现铝、镁、铬在大气中的腐蚀倾向比铁大，但实际上铁的腐蚀速度要快得多，这是因为腐蚀开始时铝、镁、铬表面形成了钝化保护膜，致使反应几乎停止。铁的腐蚀产物疏松，无保护能力15优质课件16优质课件非膨胀功只有电功，将反应设计在可逆电池中：2.2电动序等温等压下，可逆过程所做的最大非膨胀功等于反应自由能的减少，阳极电极电势阴极电极电势电化学腐蚀倾向的大小，可采用电极电势(位)来判断金属自发腐蚀 平衡状态 不会自发腐蚀17优质课件电极电势实际上等于金属电极与氢电极组成的电池的电动势 析氢腐蚀倾向不发生析氢腐蚀也可采用标准电极电势 作为析氢腐蚀近似判据 析氢腐蚀倾向不发生析氢腐蚀1
3、8优质课件19优质课件金属标准电极电势可以查表2.1或根据电极反应的热力学数据计算氢电极反应：中性 、酸性溶液中氧电极反应：pH=7中性溶液：pH=0的酸性溶液：pH=7中性溶液：pH=0的酸性溶液：非标态下电极电位Nernst公式20优质课件21优质课件根据酸性、中性溶液中氢电极反应与氧电极反应的电极电势，可以将金属划分为五组： 1.229V, 热力学上完全稳定；22优质课件用标准电极电势，可以很方便地判断金属的腐蚀倾向铁在酸中可能发生腐蚀铜在不含氧酸中不发生腐蚀，在含氧酸中可能发生腐蚀用标准电极电势 判断金属腐蚀倾向的局限性：1.各物质浓度非标态2.金属表面存有氧化膜，非裸露纯金属23优质
4、课件金属在腐蚀介质中的电势次序不一定与标准电势 次序相同，采用腐蚀电势 次序判断腐蚀倾向更可靠，后者是一中混合平均电位。Al、Zn在3%NaCl溶液中接触时的腐蚀倾向判断24优质课件25优质课件26优质课件27优质课件28优质课件29优质课件30优质课件31优质课件32优质课件33优质课件34优质课件35优质课件36优质课件37优质课件腐蚀电势腐蚀电势/混合平均电位：混合平均电位：非平衡电极电位非平衡电极电位界面双电层上只有电荷守恒，没有物质守恒界面双电层上只有电荷守恒，没有物质守恒38优质课件39优质课件40优质课件41优质课件42优质课件43优质课件44优质课件45优质课件46优质课件47
5、优质课件48优质课件49优质课件50优质课件51优质课件52优质课件53优质课件线反应线反应54优质课件线反应线反应55优质课件线反应线反应56优质课件线反应线反应57优质课件线反应a线析氢反应b线吸氧反应58优质课件线反应线反应线反应线反应线反应线反应线反应线反应线反应a线为析氢反应b线为吸氧反应59优质课件60优质课件61优质课件62优质课件63优质课件2.4 腐蚀电池一、腐蚀电池的构成锌片、铜片、导线、稀硫酸电池反应阳极反应阴极反应64优质课件腐蚀电池和一般丹尼尔电池的区别：1.不是一种可逆电池；2.不能将化学能转化为电能，氧化还原反应所释放的化学能全部以热能方式散发3.只能导致金属材料
6、破坏65优质课件四个部分：阳极、阴极、电解质溶液、电路三个环节：阳极过程、阴极过程、电流的流动66优质课件二、腐蚀电池的类型电极尺寸、阳极区与阴极区分布随时间分布的稳定性、影响因素、腐蚀破坏特征。1.宏观腐蚀电池阳极、阴极区肉眼可分辨并长时间保持稳定(1)异金属接触：铁铆钉、铜器阳极：阴极：整个电极反应：67优质课件(2)浓差电池: 盐浓差电池：铜棒分别接触稀硫酸铜溶液与浓硫酸铜溶液，稀端电位较低(阳极区）、稠端(阴极区)氧浓差电池(差异充气电池)：水线腐蚀、土壤中的金属管道或设备68优质课件温差电池: 侵入电解质溶液中金属各部分温度不同，各部分电势不同。中性水中碳钢换热器：高温端硫酸铜溶液中
7、的铜电极： 高温端69优质课件2.微观腐蚀电池：电极尺寸与晶粒接近(1mm0.1um)、电极极性不变。(1)金属化学成分的不均匀性： 工业纯锌的铁杂质(FeZn7)、工业纯铝中的Fe和Cu合金凝固时的偏析，先结晶的部分高熔点组元多，后结晶的部分低熔点组元多(可以通过扩散退回处理消除)(2)金属组织的不均匀性工业纯铝的晶粒与晶界：0.091V奥氏体不朽钢富铬相Cr23C6 沿晶界析出，晶界附近贫Cr铜铝合金时效处理 富铜相CuAl2 沿晶界析出，晶界附近贫Cu70优质课件(3)金属物理状态的不均匀性形变不均匀、应力不均匀(4)金属表面膜的不完整性与差异充气宏观电池配合，诱发点蚀、缝隙腐蚀、应力腐
8、蚀、晶间腐蚀71优质课件3.亚微观腐蚀电池：电极尺寸晶粒接近(1nm10nm)、电极极性不断变化，造成均匀腐蚀固溶体晶格中存在有不同种类的原子固溶体晶格中存在有不同种类的原子原子在晶格中的热振荡引起周期性的起伏，引起原子活度不同。原子在晶格中的热振荡引起周期性的起伏，引起原子活度不同。造成结果：造成结果：微小电极遍及整个金属表面，阴极、阳极无规则分布、极大的不稳定性，微小电极遍及整个金属表面，阴极、阳极无规则分布、极大的不稳定性，随时间不断变化，造成整个金属表面既是阴极又是阳极，导致金属的均随时间不断变化，造成整个金属表面既是阴极又是阳极，导致金属的均匀腐蚀。匀腐蚀。72优质课件1.解释电化学位与化学位的物理含义，二者的区别与联系。本章 复习题73优质课件
