【正文】 出電勢代數(shù)值 較大 的氧化態(tài)物質(zhì) 。 用惰性材料作電極時，電解 S Br、 Cl等簡單負離子的鹽溶液時，在陽極可以優(yōu)先析出 S、 Br2和 Cl2 用惰性陽極且溶液中存在復雜離子如SO42等時，由于其電極電勢比 φ ?(O2/OH)(可大于 )還要大，因而一般都是 OH首先被氧化而析出氧氣。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 57 在適當?shù)碾妷合?， 陽極發(fā)生氧化反應 ， 金屬失去電子而成為正離子進入溶液中 ， 即陽極溶解；陰極發(fā)生還原反應 ， 金屬正離子在陰極鍍件上獲得電子 ， 析出沉積成金屬鍍層 。當 Al2O3的生成速率大于溶解速率時，氧化膜就能順利地生長，并保持一定的厚度。H2O所形成的膜，硬度較低，有松孔，可使電解液流通，如圖所示。這樣就把固定的電鍍槽改變?yōu)椴还潭ㄐ螤畹拿藁ò?，從而擺脫了龐大的電鍍槽，使設備簡單而操作方便。因此在了解金屬腐蝕機理的基礎上懂得如何防止金屬腐蝕和了解如何進行金屬材料的化學保護十分必要。如：鋼鐵的高溫氧化脫碳、石油或天然氣輸送管部件的腐蝕等。 例如 ,鋼鐵在潮濕的環(huán)境中生銹 ,發(fā)生的就是電化學腐蝕： 較小的金屬易失電子，被氧化而腐蝕，是腐蝕電池的陽極（也稱負極）。 腐蝕液 {NaCl+K3[Fe(CN)6]+酚酞 } 滴在光滑 鐵片，中央變藍。 在討論腐蝕電池時，要注意腐蝕電池的電極電勢與前面所介紹的平衡電勢是不相同的。穩(wěn)定電勢與溶液的成分、濃度、溫度、攪拌情況以及金屬表面狀態(tài)有關，且不服從能斯特方程式。所以極化作用是減緩金屬腐蝕的一個重要因素。 :在腐蝕介質(zhì)中，加入少量能減小腐蝕速率的物質(zhì)以防止腐蝕的方法。常用的緩蝕劑有烏洛托品、若丁等。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 72 (2)、 外加電流法 將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個電極。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 73 () ln)()( mrmr QRTTGTG ????ΔrGm= nFE 和 ΔrGm = nFE 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 74 本章小結 電極電勢 電極與電解質(zhì)溶液接觸時產(chǎn)生的電勢稱為電極電勢。 原電池 氧化還原反應方程式的配平。 原電池可用圖式表示，例如 () Zn | Zn2+ Fe2+， Fe3+ | Pt (+)。 化學電池 化學電池是利用自發(fā)進行的氧化還原反應將化學能轉換為電能的裝置。在， V0 5 9 nEK ?首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 77 本章小結 （續(xù)） 分解電壓和超電勢 電解池中能使電解順利進行的最低電壓為分解電壓。超電勢總是正值。 電解的應用 被鍍零件作為陰極材料。電化學腐蝕是在 (潮濕 )空氣、電解質(zhì)溶液或海水、河水環(huán)境中發(fā)生的，因而形成了腐蝕電池。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 79 本章學習要求 (3)了解電解池中電解產(chǎn)物一般規(guī)律，明確電化學腐蝕及其防止的原理。 。能用能斯特方程計算電極電勢和原電池電動勢。 金屬的防腐方法主要有改變組成法、保護層法、緩蝕劑法和陰極保護法。 工件作陰極、并在操作中不斷旋轉。陽極：若可溶性陽極則電極溶解。實際分解電壓與理論分解電壓之差稱為超電壓。燃料電池是通過電池的形式將燃燒能轉化為電能的一種裝置。 濃度的影響和電動勢的能斯特方程式 對于電池反應 aA(aq) + bB(aq) = gG(aq) + dD(aq)， 在 的電動勢為 badcccccccccnEE )/()/()/()/(lg0591 BADC????電極電勢的能斯特方程式 對于電極反應： a(氧化態(tài) ) + neˉ = b(還原態(tài) )，在 電極電勢： 0 . 0 5 9 1 7 V { ( ) }lg{ ( ) }bacnc????還原態(tài)氧化態(tài)首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 76 本章小結 （續(xù)） 氧化還原反應方向的判斷 電極電勢代數(shù)值較大的氧化態(tài)物質(zhì)與較小的還原態(tài)物質(zhì)之間發(fā)生的氧化還原反應能自發(fā)進行。負極上還原劑失電子進行氧化反應，正極上氧化劑得電子進行還原反應。 原電池的電動勢與電池反應的摩爾吉布斯函數(shù)變 ΔrGm= – nFE 及 ΔrGm? = –nFE? 式中 F稱為法拉第常數(shù)，其值為 96485C 利用電解裝臵 ,只要外加電壓足夠強 ,就可使被保護的金屬不被腐蝕。它一般分為犧牲陽極保護法和外加電流法 。主要是在金屬的表面形成氧化膜或沉淀物。 2. 保護層法 ： 例：在金屬表面涂漆、電鍍或用化學方法形成致密而耐腐蝕的氧化膜等。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 69 在接通電路后，腐蝕電池的電動勢比未接通電路前減小，這就使腐蝕電池的電流減小，因而降低了金屬的腐蝕速率。 電極電勢的建立并不表示電極反應已達到平衡狀態(tài)，因而稱為非平衡電勢。測量腐蝕速率最直接的方法是經(jīng)典的失重法。 ?2 電化學腐蝕 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 65 1) 析氫腐蝕 在 酸性較強 的條件下鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕 ,電極反應為 : 陽極 :Fe－ 2e=Fe2+ 陰極 :2H++2e=H2↑ 在 弱酸性或中性條件 下鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕 ,電極反應為： 陽極 :Fe2e=Fe2+ 陰極 :2H2O+O2+4e=4OH－ 吸氧腐蝕比析氫腐蝕更為普遍。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 63 化學腐蝕化學反應例： 1)鋼鐵的高溫氧化 : F eO 2 7 4 0 K 7 4 0 KF e 3 O 4F e OC O 2F e O + C OH 2 OF e O + H 2高溫 高溫 致密 疏松，易龜裂，向縱深腐蝕 2)鋼的脫碳。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 62 腐蝕的分類 金屬與周圍介質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應而引起的腐蝕叫化學腐蝕。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 61 金屬的腐蝕與防止 當金屬與周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學作用或電化學作用而引起的破壞叫做 金屬的腐蝕 。 幾乎所有與機械有關的工業(yè)部門都在推廣應用，能以很低的成本換得較大的經(jīng)濟效益。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 59 陽極氧化膜 （ 厚度可達 5～ 300μm ） 靠 近 基 體：純度較高的致密 Al2O3膜，厚度~?m， 稱阻擋層。 陰極： Zn2++2e =Zn 陽極： Zn = Zn2++2e 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 58 2 陽極氧化 用電解的方法通以陽極電流，使金屬表面形成氧化膜以達到防腐耐蝕目的的一種工藝。 在電鍍時，一般將需要 鍍層的零件作為陰極 (連接電源負極 )，而 用作鍍層的金屬 (如 NiCr合金、Au等 )作為陽極 (連接電源正極 )。 電極電勢很小的金屬離子（如 Na+、 K+、Mg2+、 Al3+等），在陰極不易被還原，而總是水中的 H+被還原成 H2而析出。 ③ 電流密度 ： 隨著電流密度增大超電勢增大。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 50 影響 超電勢 的因素有三個方面： ① 電解產(chǎn)物 ： 金屬的超電勢一般很小，氣體的超電勢較大，而氫氣、氧氣的超電勢則更大。 由于兩極的超電勢均取正值 ，所以電解池的超電壓： E(超 )= η (陰 )+ η (陽 ) 超電勢 η 是在不含內(nèi)電阻、消除濃差極化的條件下的電化學極化而產(chǎn)生的電勢。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 48 因此，上述實驗至少外電源提供的電動勢≥ V電解才可發(fā)生，此值 ()稱 理論分解電壓 E(理 )。 E =。 首 頁 末 頁 下一頁 上一頁 46 分解電壓和超電勢 實際分解電壓 ——使電解順利進行的最低電壓。因此，加強廢電池的管理，不亂扔廢電池實現(xiàn)有害廢棄物的 “ 資源化、無害化 ” 管理，已迫在眉睫。現(xiàn)場使用，分散配制。 燃料電池由燃料 (氫、甲烷、肼、烴、甲醇、煤氣、天然氣等 )、氧化劑 (氧氣、空氣等 )、電極和電解質(zhì)