《金属的电化学腐蚀与防护》.ppt

章电化学基础章电化学基础第第4节金属的电化学腐蚀与防护节金属的电化学腐蚀与防护2021/5/271锈蚀的轮船锈蚀的轮船锈锈蚀蚀的的闸闸门门锈锈蚀蚀的的楼楼梯梯锈锈蚀蚀的的大大桥桥2021/5/272金属被腐蚀的危害？金属被腐蚀的危害？思考与归纳思考与归纳（1）外形、色泽、机械性能发生变化；）外形、色泽、机械性能发生变化；（2）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；报废；（3）桥梁、建筑物强度降低而坍塌：）桥梁、建筑物强度降低而坍塌：（4）地下金属管道泄漏；）地下金属管道泄漏；（5）轮船船体损坏；）轮船船体损坏；2021/5/273全球每一分钟就有全球每一分钟就有1吨钢腐蚀成铁锈吨钢腐蚀成铁锈.全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的成损失总和的6倍。倍。全球每年钢铁腐蚀的经济损失约占各国国民生产总全球每年钢铁腐蚀的经济损失约占各国国民生产总值的值的2%4%，我国钢铁腐蚀经济损失高达，我国钢铁腐蚀经济损失高达2800亿亿人民币，约占国民生产总值的人民币，约占国民生产总值的4%，每年约有当年，每年约有当年产量的产量的25%-30%的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人的钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成的损失是惊人的。类造成的损失是惊人的。2021/5/274不纯的金属跟电解质溶液接触不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀泼的金属失电子而被氧化的腐蚀叫做电化学腐蚀。叫做电化学腐蚀。一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀1、金属腐蚀：是金属与周围接触到的气体或液体物质、金属腐蚀：是金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。发生氧化还原反应而引起损耗的现象。3、金金属属腐腐蚀蚀的的类类型型（1）化学腐蚀）化学腐蚀（2）电化学腐蚀）电化学腐蚀金属跟接触到的干燥气体或金属跟接触到的干燥气体或非电解质液体等直接发生化非电解质液体等直接发生化学反应引起的腐蚀叫做化学学反应引起的腐蚀叫做化学腐蚀。腐蚀。2、金属腐蚀的本质：、金属腐蚀的本质：M-ne-=M n+2021/5/2754、钢铁生锈原理、钢铁生锈原理实验现象：实验现象：几分钟后几分钟后,装置中的导管中水柱上装置中的导管中水柱上升升讨论，小结：讨论，小结：装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，小，则装置中有气体参加反应。则装置中有气体参加反应。思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而思考：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？发生了什么反应？在潮湿的空气中却易生锈？发生了什么反应？实验实验4-32021/5/276钢铁的吸氧腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图2021/5/277钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的析氢腐蚀示意图2021/5/278钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈）（铁锈）水膜呈酸性水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱水膜呈中性或酸性很弱Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属的腐蚀以电化腐蚀为主，金属的腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时时)若若pH(2)(1)(3)(4)2021/5/2714在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢：电解池的阳极原电池的负极化学腐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蚀原电池的正极电解池的阴极外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条保护法有一般防腐条件保护无防腐条件件规律防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：2021/5/2715在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层 例如：例如：喷涂漆；喷涂漆；涂油脂；涂油脂；表面钝化；表面钝化；电电镀镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层)等。等。改变金属内部的组成结构，制成合金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（在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%8%Cr，7%9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，），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，这就是常见可极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的的“不锈钢不锈钢”(合金合金)。3、金属的常见其他防护方法、金属的常见其他防护方法2021/5/2716烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀铬镀铬镀铬镀铬自行车的金属部件采用了什么样的自行车的金属部件采用了什么样的防护措施防护措施?2021/5/2717二、金属的防护二、金属的防护 金属发生电化学腐蚀时金属发生电化学腐蚀时,是在金属表面形是在金属表面形成原电池反应成原电池反应.(1)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层:a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。这些金属常因这些金属常因氧化而形成一氧化而形成一层致密的氧化层致密的氧化物薄膜，从而物薄膜，从而阻止水和空气阻止水和空气等对钢铁的腐等对钢铁的腐蚀。蚀。b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。锌、锡、铬、镍等。2021/5/27181、下列各情况，在其中、下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺片腐蚀由快到慢的顺序是序是_(5 5)(2 2)(1 1)(3 3)(4 4)练习：练习：2021/5/27192、下列装置中四块相同的、下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是速率由慢到快的顺序是_练习练习(4 4)(2 2)(1 1)(3 3)2021/5/27203 3、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应的电极反应式是（电极反应式是（）A A、Fe Fe 2e-=Fe 2+2e-=Fe 2+B B、2H+2e-=H2 2H+2e-=H2 C C、4OH-4e-=2H2O+O2 4OH-4e-=2H2O+O2 D D、2H2O+O2+4e-=4OH-2H2O+O2+4e-=4OH-D D2021/5/27214 4、下列事实不能用电化学理论解释的是、下列事实不能用电化学理论解释的是(）A A、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块、轮船吃水线以下的船壳上装一定数量的锌块B B、铝片不用特殊方法保护、铝片不用特殊方法保护C C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少量的CuSO4CuSO4溶液溶液后速率加快后速率加快D D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B B2021/5/2722课堂小结金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀钢铁的腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀钢铁的腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀金属防护方法总结金属防护方法总结1)改变金属的内部结构改变金属的内部结构2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层3)电化学保护法：牺牲阳极保护法、外加电电化学保护法：牺牲阳极保护法、外加电流的保护法流的保护法2021/5/2723作业作业1.红对勾红对勾讲义讲义 2.课时作业课时作业272021/5/2724