金屬腐蝕理論及腐蝕控制答案-在線(xiàn)瀏覽
2024-09-19 17:39本頁(yè)面
【正文】 )=E＋ln10＋㏑(Po2/)△E2= Ee’’－Ee =ln10 =()/(496500) =0（3） 當(dāng)溶液pH值下降1時(shí)有=E＋㏑(Po2/)=E＋ln Po2－㏑ΔE3= Ee’’’－Ee=E＋ln Po2－㏑－(E＋ln Po2－㏑)=(－14)＋(pH－14) ===0即pH值下降1個(gè)單位。3. ，組成一個(gè)金屬離子濃差電池。該金屬離子濃差電池的腐蝕傾向是多少伏？解：（1） mol/LCuSO4溶液中時(shí)有：Cu=＋2 查表得：γ()=又根據(jù)=E0＋㏑a() =＋lg()=：γ()== E0＋㏑a()’=＋lg() =因?yàn)椋?mol/。（2）陽(yáng)極反應(yīng)：Cu=＋2其平衡電位Eea=陰極反應(yīng)＋2=Cu ，其平衡電位=（3）Eec= =而Eea== 有腐蝕傾向Eec－Eea=－==27mV即該金屬離子濃差電池的腐蝕傾向是27mV第四章 1．表面積為20cm2 的鐵樣品浸泡在PH=1的除氧酸溶液中，經(jīng)過(guò)50h試驗(yàn)，已知在鐵的表面上析氧反應(yīng)符合Tafel公式η=|i|，η的單位為V，i的單位為A/cm2 ，試計(jì)算：（1） 樣品厚度的減少△h(mm)。（3） 鐵試樣的腐蝕電位Ecor。解：由題知有：在海水中陰極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e=4OH 在穩(wěn)定條件時(shí)有：|ic|=Nf||=nFD當(dāng)減小到零時(shí)有| ic |=id=nFD =4105 cm2/s = [4105103/(32104)]360010103 =∴icor=id=查表得dZn=+ ∴有腐蝕深度Vp= 失重腐蝕速度:V=3 對(duì)如下兩個(gè)電極系統(tǒng)：(a) Hg—(b) Pt—1mol/L H2SO4分別進(jìn)行陰極極化，測(cè)量數(shù)據(jù)列于表1。(2)圖上求Tafel斜率bc和交換電流密度i0。 表1 陰極極化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) (25176。ic189。①：斜率∴Tafel斜率bc==當(dāng)|ic|取1時(shí)有= ，即氫過(guò)電位a= ∴由塔菲爾公式： ，得：= i0 則：lg i0 = 即i0 =108 A/m2②對(duì)于Pt1mol/L H2SO4 有：斜率∴Tafel斜率bc= V當(dāng)|ic|取1時(shí)有= ，即氫過(guò)電位a= ∴由塔菲爾公式： ， 代入有：= i0得=(3 ) 當(dāng)極化值ΔE=10mv時(shí)，屬于微極化范疇，由Fanardy方程式 ：i=η/Rf①：Rf=RT/（i0nF）=298/（96500）=105ΩiHg=η/Rf =105 =108 A/m2②對(duì)于Pt1mol/L H2SO4 有：Rf=RT/（i0nF）=298/（96500）=104ΩiPt=η/Rf =104=16 A/m24. 鉑電極在充氧的中性水溶液中進(jìn)行陰極極化，電極表面發(fā)生氧離子化反應(yīng)。ic189。比較氫電極反應(yīng)和氧電極反應(yīng)的陰極極化特征。5. 一個(gè)活化極化控制腐蝕體系，陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)的交換電流密度為；Tafel斜率為bc、ba；腐蝕電位滿(mǎn)足條件EeaEcorEec。假定其他參數(shù)都不改變，此時(shí)腐蝕電位負(fù)移到E162。cor。(2) 用圖解法求腐蝕電流密度的變化r = i162。cor – Ecor。由于攪拌使陰極反應(yīng)的極限擴(kuò)散電流密度上升到i162。cor。(2 ) 用圖解法求腐蝕電位變化DE = E162。解：（1）極化曲線(xiàn)如右圖；（2）由（1）極化曲線(xiàn)可知，在△ABC中 陽(yáng)極反應(yīng)的斜率第 五 章思考題：，與電極反應(yīng)極化性能的關(guān)系；過(guò)電位和電極反應(yīng)速度的關(guān)系。答：析氫腐蝕的陰極反應(yīng)是氫離子的還原反應(yīng)，發(fā)生電學(xué)腐蝕的條件是發(fā)生析氫腐蝕的體系包括標(biāo)準(zhǔn)電位負(fù)值很大的活潑金屬；大多數(shù)工程上使用的金屬，如Fe在酸性溶液中，正電性的金屬一般不會(huì)發(fā)生析氫腐蝕。析氫腐蝕的陰極反應(yīng)和陽(yáng)極反應(yīng)都要受活化極化控制，其電極反應(yīng)的阻力表現(xiàn)為交換電流密度的大小，比較電極反應(yīng)的阻力，則只需比較交換電流密度。所以綜合其影響因素有：pH值，溫度，及溶液中其他組分，金屬本身雜質(zhì)，陰極還原面積，表面狀態(tài)等。這種控制特征的變化與電極金屬材料有什么關(guān)系？用極化圖進(jìn)行分析。當(dāng)id增大到陽(yáng)極極化曲線(xiàn)的交點(diǎn)，越出了氧化擴(kuò)散控制電位，則自然狀態(tài)下陰極反應(yīng)不再受濃度極化控制，如曲線(xiàn)3所示。在分析腐蝕速度的影響因素時(shí)，應(yīng)包括氧化極限擴(kuò)散電流密度id和還原反應(yīng)交換電流密度兩方面。解（1）由題意可知，銅的氧化反應(yīng)為Cu=＋2e 查表知，銅電極反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位=則銅的氧化反應(yīng)的平衡電位為Eea=＋ln/Cu =＋ =又在PH=0的除氧硫酸銅溶液中有2＋2e = 析氫反應(yīng)的平衡電位Eec=＋ln/PH2得Eec=－PH=0=0V由電位比較準(zhǔn)則知Eea Eec，所以銅不可能發(fā)生析氫腐蝕生成。其腐蝕傾向△E=Eec－Eea=()==56mV2. (1) 推導(dǎo)氫電極反應(yīng)交換電流密度i0與溶液pH值的關(guān)系式。(3) 當(dāng)酸溶液的pH值改變一個(gè)單位，氫電極反應(yīng)的Tafel公式中的a的絕對(duì)值189。改變多少伏？解：（1）由=nFexp(Eec/)兩邊同時(shí)去對(duì)數(shù)得ln=ln[nFexp(Eec/)]其中Eec=lg=代入式中得 lg=(nF)＋()/ 即lg= lg(nF)＋PH = lg(nF)－PH＋PH令lg(nF)=k=常數(shù)，取=則有l(wèi)g=k－PH＋= k－即氫電極反應(yīng)交換電流密度與溶液PH值的關(guān)系式為lg=k－（2）在1mol/L HCl溶液中：=1 mol/L PH= lg[]=lg1=0又lg=k－ lg()=k－0 得k=①不考慮活
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