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1、金属的电化学腐蚀与防护第1页，此课件共17页哦金属腐蚀金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家（我国作为世界上钢铁产量最多的国家（2005年全国生产钢年全国生产钢材材37117.02万吨）万吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的，每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的十分之一，因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%4%；约合人民币：；约合人民币：3000亿元（亿元（2005年我国国内生产总年我国国内生产总值将达值将达15万亿元）万亿元）。根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济根据各国调查结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失
2、大致为该国国民生产总值的损失大致为该国国民生产总值的4%左右。左右。另据国外统计，金属腐蚀的年损失另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过远远超过水灾、火灾、风水灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的灾和地震（平均值）损失的总和总和，在这里，在这里还不包括还不包括由于腐蚀由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。第2页，此课件共17页哦金属腐蚀的主要害处，金属腐蚀的主要害处，不仅在不仅在于金属本身的损失，更严于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。无法估量。腐蚀
3、不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而零部件破裂而坠毁坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷塌陷；油管因；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸爆炸；化工厂中储酸槽穿；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境孔泄漏，造成重大环境污染污染；管道和设备跑、冒、滴、；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如漏，破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的更会
4、危及工作人员和附近居民的生命安全生命安全。面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有没有想过，想过，铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？第3页，此课件共17页哦 是指金属或合金跟接触的气体或液体是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化发生氧化还原反应而腐蚀还原反应而腐蚀损耗的过程。损耗的过程。金属阳离子金属阳离子失失e-（氧化反应）（氧化反应）金属腐蚀的类型：金属腐蚀的类型：一、金属的电化学腐蚀一、金属的电化学腐蚀金属原子金属原子金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：1.金属腐蚀：金属腐蚀：M ne-Mn+（1）化学腐蚀：化学腐蚀：金
5、属与接触到的干燥气体金属与接触到的干燥气体(如如O2、Cl2、SO2等等)或非电解质液体或非电解质液体(如石油如石油)等等直接发生化学反应直接发生化学反应而引起的腐蚀而引起的腐蚀。（2）电化学腐蚀：电化学腐蚀：不纯的金属与电解质溶液接触时，会不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电发生原电池反应池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。，比较活泼的金属失去电子而被氧化。在生产和日常生活中比较普遍且危害较大。在生产和日常生活中比较普遍且危害较大。温度升高，化学腐蚀速率加快。温度升高，化学腐蚀速率加快。第4页，此课件共17页哦（2）电化学腐蚀：）电化学腐蚀：析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀析氢腐蚀析
6、氢腐蚀发生条件：处于发生条件：处于酸性酸性环境中环境中2H+2e-=H2 Fe-2e-=Fe2+Fe+2H+=Fe2+H2负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：第5页，此课件共17页哦【实验探究实验探究】将将经经过过酸酸洗洗除除锈锈的的铁铁钉钉，用用饱饱和和食食盐盐水水浸浸泡泡一一下下，放放入入具具支支试试管管中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？中，观察导管中水柱变化，并思考引起变化的原因？第6页，此课件共17页哦（2）电化学腐蚀：）电化学腐蚀：吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生条件：水膜发生条件：水膜酸性很弱酸性很弱或或呈呈中性，中性，且溶有一定量的且溶有一定量的氧气氧气2Fe-4e-=2Fe
7、2+2H2O+O2+4e-=4OH-2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O进一步反应：进一步反应：负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：铁锈疏松地覆盖在钢铁表面，不能阻止钢铁继续腐蚀。铁锈疏松地覆盖在钢铁表面，不能阻止钢铁继续腐蚀。第7页，此课件共17页哦化学腐化学腐蚀蚀电电化学腐化学腐蚀蚀条件条件现现象象本本质质影响影响因素因素联联系系金属跟干燥气体或非金属跟干燥气体或非电电解解质质液体直接接触液体直接接触不不纯纯金属或合金金属或合金跟跟电电解解质质溶液接触溶液接触无无电电流流产产
8、生生有有微弱微弱电电流流产产生生金属被氧化金属被氧化较较活活泼泼金属被氧化金属被氧化与接触物与接触物质质的氧化性的氧化性及温度有关及温度有关与与电电解解质质溶液的酸碱溶液的酸碱性及金属活性有关性及金属活性有关两者往往同两者往往同时发时发生，生，电电化学腐化学腐蚀蚀更普遍更普遍化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较第8页，此课件共17页哦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通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条条件件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很
9、弱。电电极极反反应应负极负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+Fe-2e-=Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联联系系第9页，此课件共17页哦练习练习:1、如图、如图,水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极：,正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，性，发生腐
10、蚀，电极反应式为：负极：发生腐蚀，电极反应式为：负极：正极：正极：。（2）酸性很弱或中性酸性很弱或中性吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 第10页，此课件共17页哦2、下列各情况下，其中、下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是片腐蚀由快到慢的顺序是 。(5)(2)(1)(3)(4)练习练习:第11页，此课件共17页哦结论结论 判断金属腐蚀快慢的规律判断金属腐蚀快慢的规律电解池电解池外界力量外界力量外力无法抗拒外力无法抗拒 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阳极原电池的负极化学腐蚀原电池的正极电解池的阴
11、极电解池的阴极1、电解原理引起的腐蚀、电解原理引起的腐蚀 原电池原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀 化学化学腐蚀防腐措施的腐蚀腐蚀防腐措施的腐蚀2、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：、对同一种金属来说，腐蚀的快慢：强电解质溶液强电解质溶液 弱电解质溶液弱电解质溶液 非电解质溶液非电解质溶液3、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。、活泼性不同的两金属，活泼性差别越大，腐蚀越快。4、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀、对同一种电解质溶液来说，电解质溶液浓度越大，腐蚀越快。越快。第12页，此课件共17页哦原理原理：形形成成原原电电池池时时，让让被被保保护护金金属属作作正正极极(阴
12、阴极极)，不不反反应受到保护；而应受到保护；而活泼金属活泼金属作作负极负极(阳极阳极)，反应受到腐蚀。，反应受到腐蚀。1.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护 第13页，此课件共17页哦1.牺牲阳极的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护 原理原理：形形成成原原电电池池时时，让让被被保保护护金金属属作作正正极极(阴阴极极)，不不反反应受到保护；而应受到保护；而活泼金属活泼金属作作负极负极(阳极阳极)，反应受到腐蚀。，反应受到腐蚀。第14页，此课件共17页哦辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）2.外加电流的阴极保护法外加
13、电流的阴极保护法原理原理：将将被被保保护护金金属属与与另另一一附附加加电电极极作作为为电电解解池池的的两两个个极极，使使被被保保护护的的金金属属作作为为阴阴极极，在在外外加加直直流流电电的的作作用用下下使使阴阴极极得得到到保保护护。此此法法主主要要用用于于防防止止土土壤壤、海海水水及及水水中中金属设备的腐蚀。金属设备的腐蚀。二、金属的电化学防护二、金属的电化学防护 第15页，此课件共17页哦金属防护的几种重要方法金属防护的几种重要方法:在金属表面覆盖保护层。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。改变金属内部的组成结构，制成合金。电化学保护法。电化学保护法。思考：还有哪些金属防护方法？思考：还有哪些金属防护方法？第16页，此课件共17页哦练习练习:课本课本p87 习题习题1-8第17页，此课件共17页哦