金屬第三章電化學(xué)腐蝕(已修改)
2025-01-18 16:03 本頁(yè)面
【正文】 第三章 電化學(xué)腐蝕 第一節(jié) 腐蝕電池 第二節(jié) 腐蝕程度的表示方法 第三節(jié) 極化作用 第四節(jié) 影響金屬腐蝕的因素 第一節(jié) 腐蝕電池 一 腐蝕電池 二 金屬腐蝕的電化學(xué)歷程 三 腐蝕電池的類型 一 腐蝕電池 丹尼爾電池 ()Zn? Zn2+( C1)?? Cu2+( C2)? Cu(+) 伏打電池 ()Zn? Zn2+( C1)?? H+( C2)? H2 (P)(Pt)(+) 在討論腐蝕問(wèn)題時(shí)，稱原電池為腐蝕原電池或腐蝕電池。且規(guī)定： 電極電勢(shì)較低的電極－陽(yáng)極－氧化反應(yīng) 電極電勢(shì)較高的電極－陰極－還原反應(yīng) 金屬在電解質(zhì)中的腐蝕是由于形成了腐蝕原電池而引起的。 二 金屬腐蝕的電化學(xué)歷程 化學(xué)腐蝕 ： (圖 a)M + 1/2O2 = MO 電化學(xué)腐蝕 ： (圖 b)(中性介質(zhì)） 陽(yáng)極： M 2e ? M2+ 陰極： 1/2O2 + H2O +2e ? 2OH 溶液中 : M2++2OH ?M(OH)2 ?MO?H2O 基本特點(diǎn)： １、兩個(gè)半反應(yīng)在空間上是可分的。 ２、整個(gè)腐蝕反應(yīng)分成兩個(gè)既相互聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)半反應(yīng)。 電化學(xué)腐蝕過(guò)程是一個(gè)氧化－還原反應(yīng)。 反應(yīng)歷程的三個(gè)環(huán)節(jié)： １、陽(yáng)極過(guò)程： M ne ? Mn+ ２、電子從陽(yáng)極 ?陰極 ３、陰極過(guò)程： D + ne ? [D?ne] 三個(gè)環(huán)節(jié)相互聯(lián)系缺一不可，如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)受阻或停止，則整個(gè)腐蝕過(guò)程就減緩或停止。 總結(jié)： 腐蝕原電池的結(jié)構(gòu)和作用原理與一般原電池并無(wú)本質(zhì)的區(qū)別。腐蝕原電池的特點(diǎn) 是一種短路了的原電池。工作時(shí)雖也產(chǎn)生電流，但其電能不能被利用，而是以熱的形式散失掉了，其工作的直接結(jié)果只是加速了金屬的腐蝕。 電化學(xué)腐蝕 當(dāng)金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，由于電化學(xué)作用而引起的腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。其腐蝕原理與化學(xué)腐蝕不同 ,它是以不同的金屬 (或?qū)щ姺墙饘?)為兩極形成腐蝕電池的結(jié)果。 金屬的電化學(xué)腐蝕的機(jī)理與原電池原理相同，通常把腐蝕中的電池，稱為腐蝕電池；同時(shí)把腐蝕電池的負(fù)極 (失電子的電極 )稱為陽(yáng)極，把正極 (得電子的電極 )稱為陰極。 三 腐蝕電池的類型 根據(jù) 腐蝕電池大小 １宏觀電池 （１）丹尼爾電池／伏打電池 （２）接觸腐蝕／電偶腐蝕／析氫腐蝕 （３）濃差腐蝕（氧濃差腐蝕電池） ()Zn? Zn2+( C1)?? Cu2+( C2)? Cu(+) ()Zn? Zn2+( C1)?? H+( C2)? H2 (P)(Pt)(+) 宏觀電池 宏觀電池有獨(dú)立的兩極，可用肉眼分辨出來(lái)，如 丹尼爾 電池和電偶電池。 在潮濕空氣中，金屬的表面可覆蓋上一層極薄的水膜，溶解 CO2等后會(huì)有下列反應(yīng)發(fā)生： CO2+H2O=H2CO3=H＋ ＋ HCO3 鋁和銅放在含有 H＋ 、 OH、 HCO3電解質(zhì)溶液中形成腐蝕電池。鋁為陽(yáng)極，銅為陰極，電極反應(yīng)如下： 陽(yáng)極： Al－ 3e ? Al3+ 陰極： (中性介質(zhì)） O2 十 2H2O十 4e ? 4OH （酸性介質(zhì)） 2H+十 2e ? H2 溶液中的 Al3+與 OH結(jié)合生成 Al(OH)3沉淀，于是鋁很快地遭到腐蝕。 析氫腐蝕 （酸性介質(zhì)） 腐蝕過(guò)程中的陰極上有氫氣析出的腐蝕。它常發(fā)生在酸洗或用酸浸蝕某種較活潑金屬的加工過(guò)程中。 Fe作為腐蝕電池的陽(yáng)極，鋼鐵中較 Fe不活潑的其他雜質(zhì)作陰極， H+在陰極上獲得電子發(fā)生還原反應(yīng) 陽(yáng)極 (Fe)： Fe — 2e－ ? Fe2+ 陰極 (雜質(zhì) )： 2H+十 2e－ ? H2(g) 總反應(yīng)： Fe十 2H＋ ＝ Fe２＋ ＋ H２ (g) 吸氧腐蝕 （中性介質(zhì)） 在腐蝕過(guò)程中溶解于水膜中的氧氣在陰極上得到電子被還原生成 OH－ 的腐蝕。它常常是在中性、堿性或弱酸性的介質(zhì)中發(fā)生的。由于 ?Θ(O２ ／ OH)的代數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 ?Θ(H＋ ／Ｈ ２ )的代數(shù)值，且空氣中的 O2不斷溶入水膜中，所以大氣中鋼鐵等金屬的腐
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