[理學(xué)]第二章腐蝕熱力學(xué)-wenkub.com
2024-12-05 01:12 本頁面
【正文】 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 46 分為三大區(qū)域： (1)腐蝕區(qū) ， 只有 Fe2+、 Fe3+、FeO4 2－ 、 HFeO2 2－ 穩(wěn)定 (2) 穩(wěn)定區(qū) ， Fe穩(wěn)定 ， 不發(fā)生腐蝕； (3) 鈍化區(qū) ， Fe2O Fe3O4穩(wěn)定 ， 表示金屬化物穩(wěn)定即鈍化； (4) 根據(jù) (a)、 (b)線及 Fe2+、 Fe所處位置可判斷可能的腐蝕反應(yīng)： Fe/H2O體系的電位 — pH圖 過鈍化區(qū) 鈍化區(qū) 腐蝕區(qū) 穩(wěn)定區(qū) 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 47 由電位 — pH圖可知：若使 Fe不腐蝕 ， 有三種方法： (1) 降低電位 — 陰極保護(hù)； (2) 升高電位 — 陽極保護(hù) 、 鈍化劑 、 緩蝕劑 … (3) 提高 pH值。電位－ pH圖是以電位（相對 SHE）為 縱軸 ，以 pH值為 橫軸 的電化學(xué)相圖。 電位 — pH圖 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 41 電位－ pH圖制作的一般步驟： 1. 列出腐蝕過程可能的各種物質(zhì)的狀態(tài)及熱力學(xué)數(shù)據(jù) (化學(xué)位 )； 2. 列出可能的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)式； 3. 計(jì)算電位 、 濃度 、 pH關(guān)系式； 4. 繪制電位 — pH圖 。 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 39 從熱力學(xué)知： (ΔG)T,P=w180。即在等溫等壓條件下： (ΔG) 0 自發(fā)過程 (ΔG) =0 平衡狀態(tài) (ΔG) 0 非自發(fā)過程 電化學(xué)腐蝕傾向的判斷 自由焓準(zhǔn)則 當(dāng) △ G0， 則腐蝕反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行 。 ★ 大電池的腐蝕形態(tài)是局部腐蝕，腐蝕破壞主要集中在陽極區(qū)。 Zn Cu 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 25 在某些情況下，腐蝕的次生過程更為復(fù)雜，若金屬有更高價(jià)態(tài)時(shí)，則腐蝕產(chǎn)物可能被進(jìn)一步氧化。 次生產(chǎn)物： 初生產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)的產(chǎn)物。 2. 反應(yīng)最大限度的不可逆。 例如，碳鋼在不含 O2的稀 HCl中有氣泡析出，同時(shí)鐵被腐蝕。 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 11 腐蝕電池 (Corrosion Cell) 1. 原電池 (Cell) 2. 腐蝕電池 (Corrosion Cell) 3. 腐蝕電池的電化學(xué)歷程 (Electrochemistry Process of Corrosion Cell) 4. 電化學(xué)腐蝕的次生過程 (Secondary Process of Electrochemistry Corrosion) 5. 腐蝕電池的類型 (Type of Corrosion Cell) 腐蝕電池 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 12 原電池的電化學(xué)過程是由陽極的氧化過程、陰極的還原過程、離子的遷移、電子流動(dòng)過程組成，整個(gè)電池體系形成一個(gè)回路。 ※ 電動(dòng)序可以用來粗略地判斷金屬的腐蝕傾向 金屬腐蝕與防護(hù)（ 20222022學(xué)年 ) 9 金屬在25度時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位EO（VS，SHE） 電 極 反 應(yīng) Eo 電 極 反 應(yīng) Eo K=K++e Na=Na++e Mg=Mg2++2e Al=Al3++3e Ti=Ti2++2e Mn=Mn2++2e Cr=Cr2++2e Zn=Zn2++2e Cr=Cr3++3e Fe=Fe2++2e Cd=Cd2++2e Mn=Mn3++3e Co=Co2++2e
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