金属的电化学腐蚀与防护(公开课课件)

第四章 电化学基础

第四节 金属的电化学腐蚀与防护

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100000亿美 元，占各国国民生产总值的2%~4%,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。

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或液体 进行化学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？——根据与金属接触的介质不同 化学腐蚀： 金属跟接触到的干燥气体(如SO2、Cl2、 O2等)或非电解质溶液(石油)等直接发生化 学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀： 不纯的金属与电解质溶液接触时，发生原 电池反应，比较活泼的金属失去电子被氧化。

化学腐蚀：

升温可加快 金属腐蚀

家用燃气灶的中心部位很容易生锈

食品罐头放在南极80多年了，却 很少生锈

海边的铁制品比较容易生锈。

电化学腐蚀铁 钉 锈 蚀 条 件 的 探 究

〖讨论〗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？ 阅读：课本

钢铁的析氢腐蚀示意图

【实验4-3】 将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和 食盐水浸泡一下，放入如图所示的具支试管中。 几分钟后，导管中的水柱上升了，你知道为什 么吗？

钢铁的吸氧腐蚀示意图

钢铁腐蚀 条件 电 负极 极 Fe(-) 反 正极 应 C(+) 总反应 析氢腐蚀 水膜呈强酸性Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2 2H++Fe=Fe2++H2

吸氧腐蚀 水膜呈中性或弱酸性2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3

Fe2O3 · xH2O

联系

金属的腐蚀以电化腐蚀为主， 电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主

1.如图, 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 弱酸性或中性 ， 发生吸氧 腐蚀,电极反应式为： 负极： 2Fe -4e-=2Fe2+

O2+2H2O+4e-=4OH- (2)若液面下降，则溶液呈 较强酸性 ， 发生 析氢 腐蚀，电极反应式为： Fe - 2e-=Fe2+ 负极： 正极： 2H++2e-=H2↑

正极：

二、金属的防护 1、原理 防止金属失电子 2、电化学防护

⑴ 牺牲阳极保护法形成原电池 反应时，让 被保护金属 做正极，活 泼金属做负 极。

⑵.外加电流的阴极保护法将被保护金 属作为电解池 的阴极，另一 导电物质作为 阳极，在外加 直流电的作用 下使阴极得到

保护。

辅助阳极 (石墨)

3.金属的常见防护方法 ⑴.在金属表面覆盖保护层。例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④ 电镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀 层)等。

⑵.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(如14%~8%Cr, 7%~9%Ni),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，这就是常见的“不 锈钢”(合金)。

金属防护的几种重要方法:①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。 ②在金属表面覆盖保护层。 ③改变金属内部的组成结构，制成合金。

自行车的金属部件采用了什么样的防护措施?镀铬烤蓝 烤漆

涂机油

涂凡士林

镀锌

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