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1、腐蚀原电池本讲稿第一页，共二十五页HCl溶液ZnCu AKZnCuHCl溶液CuCuCuZn (a)Zn块和Cu块通 （b)Zn块和Cu块直 （c)Cu作为杂质分 过导线联接 接接触（短路）布在Zn表面 阳极Zn:Zn Zn2+2e （氧化反应）阴极Cu:2H+2e H2（还原反应）腐蚀电池的构成本讲稿第二页，共二十五页腐蚀电池的工作环节1 阳极反应 通式：MeMnn+ne产物有二种：可溶性离子，如Fe-2eFe2+不溶性固体,如2Fe+3H2OFe2O3+6H+6e2阴极反应 通式：D+meD.me本讲稿第三页，共二十五页常见的去极化剂（氧化剂）是 H+和 O22H+2eH2 析氢腐蚀或氢去
2、极化腐蚀O2+4H+4e2H2O （酸性溶液中）O2+2H2O+4e4OH-（中性或碱性溶液中）3电流回路金属部分：电子由阳极流向阴极溶液部分：正离子由阳极向阴极迁移以上三个环节既相互独立，又彼此制约，其中任何一个受到抑制，都会使腐蚀电池工作强度减少。本讲稿第四页，共二十五页腐蚀电流阳极电流：Ia 腐蚀电流：Icor Ia=Icor 在什么条件下相等？法拉第定律：氧化或还原1摩尔的任何物质所需要的电量为nF。本讲稿第五页，共二十五页2 形成腐蚀电池的原因金属方面 环境方面 成分不均匀 金属离子浓度差异 组织结构不均匀 氧含量的差异表面状态不均匀 温度差异应力和形变不均匀热处理差异本讲稿第六页，
3、共二十五页 腐蚀电池形成原因举例 (a)不同金属组合 (b)金属中含杂项 表面状态不同（d）应力及形变差异 （e）氧浓度差异 （f）金属离子浓度差异渗碳体铝钢铁新管道新管道应力集中砂土粘土铜铜表面状态不同缝内Cu2+浓度比缝外高本讲稿第七页，共二十五页腐蚀电池的种类大电池（宏观腐蚀电池）：指阳极区和阳极区的尺寸较大，区分明显，肉眼可辩。微电池（微观腐蚀电池）：指阳极区和阴极区尺寸小，肉眼不可分辨。*大电池的腐蚀形态是局部腐蚀，腐蚀破坏主要集中在阳极区。*如果微电池的阴、阳极位置不断变化，腐蚀形态是全面腐蚀；如果阴、阳极位置固定不变，腐蚀形态是局部腐蚀。本讲稿第八页，共二十五页腐蚀过程的产物初生
4、产物：阳极反应和阴极反应的生成物。次生产物：初生产物继续反应的产物。初生产物和次生产物都有可溶和不可溶性产物。*只有不溶性产物才能产生保护金属的作用。本讲稿第九页，共二十五页ZnCueNaCl溶液Zn2+OH-Zn(OH)2 直立电极 NaCl溶液ZnCu 电偶电池e 水平电极Zn2+OH-Zn(OH)2。腐蚀过程的产物腐蚀过程的产物本讲稿第十页，共二十五页盐水滴试验实验现象问题：阳极、阴极的部位？阳极反应、阴极反应是什么？用腐蚀电池的理论解释实验现象？本讲稿第十一页，共二十五页蓝色：显示 Fe2+(阳极区)红色：显示OH-（阴极区）棕色：铁锈如果使用脱氧液滴，则不会出现初始外观。初始外观 其
5、后外观3%NaCl+铁氰化钾+酚酞Fe盐水滴实验本讲稿第十二页，共二十五页3 腐蚀电池的极化极化现象原电池的极化 实验现象：欧姆定律：极化现象：电流接通后，电池电动势降低的现象叫电池的极化现象。本讲稿第十三页，共二十五页Zn Cu测Zn电极电位的电路没画出来rV参比电极高阻电压表KA本讲稿第十四页，共二十五页阳极极化和阴极极化阳极极化：电位偏离初始电位正移。阴极极化：电位偏离初始电位负移。*腐蚀电池的极化包括阳极的阳极极化和阴极的阴极极化，不过两者的极化程度和方向不相同。极化值极化程度的大小用极化值表示，记为E。E=E-E0 E a=Ea E00 Ec=Ec E00本讲稿第十五页，共二十五页过
6、电位*极化现象是由于电极反应存在阻力造成 的，改变电流的大小，腐蚀电流也随之改变，通常把电极的电位与电流密度的关系用极化曲线来表示。本讲稿第十六页，共二十五页2 极化曲线极化曲线的绘制 Sa=Sc 在E=f(i)坐标体系下绘制极化曲线，极化曲线的形状与电极面积无关，只取决于阳极反应和阴极反应的 特征。SaSc 在E=f(I)坐标体系下绘制极化曲线，极化曲线的形状与电极的面积有关，面积改变，极化曲线的形状也改变。本讲稿第十七页，共二十五页Zn Cu测Zn电极电位的电路没画出来ArV参比电极高阻电压表 K 开路时，i=0,Cu和Zn的电位分别为静止电位Eoc(Cu),Eoa(Zn)K 闭路，电流通
7、，r 减小，电路欧姆电阻 R减小，电流 i 增大，Zn电位正移，Cu电位负移，Ec(Cu)-Ea(Zn)=iR,R=0,i 达到 imaxK本讲稿第十八页，共二十五页用上图装置测量的极化曲线（Zn和Cu面积相等）欧姆电阻压降iREEoc（cu）Ec（cu）Ea（Zn）Eoa（Zn）i imax本讲稿第十九页，共二十五页3 Evans极化图及其应用Evans极化图 EoaIcorIEEocEcor本讲稿第二十页，共二十五页Evans极化图的数学表达式本讲稿第二十一页，共二十五页Evans极化图的数学表达式本讲稿第二十二页，共二十五页本讲稿第二十三页，共二十五页用Evans极化图表示影响腐蚀电流的因素用Evans极化图表示腐蚀电池的控制类型本讲稿第二十四页，共二十五页（a）阳极初始电位负移 (b)阴极初始电位正移 （b）阴极极化率大（d）阳极极化率增大 （e）初始电位差和阴阳极 （f）溶液欧姆电阻大 极化率共同影响EEoaIcorIcorEEoaIEPcIcorIPaIcorIIICorEEEReIcorIcorI用Evan极化图表示各种因素对腐蚀电流的影响本讲稿第二十五页，共二十五页