[理學(xué)]第二章腐蝕熱力學(xué)-閱讀頁
2024-12-23 01:12本頁面
【正文】 Fe2+ 不溶性固體，如 2Fe+3H2O＝ Fe2O3+6H++6e 金屬腐蝕與防護（ 20222022學(xué)年 ) 19 2. 陰極反應(yīng) ? 常見的去極化劑（氧化劑）是 H+和 O2 ? 2H++2e＝ H2 析氫腐蝕或氫去極化腐蝕 ? O2+4H++4e＝ 2H2O （酸性溶液中） ? O2+2H2O+4e＝ 4OH（中性或堿性溶液中） 通式： D+me＝ [] 金屬腐蝕與防護（ 20222022學(xué)年 ) 20 3. 電流回路 金屬部分： 電子由陽極流向陰極 溶液部分： 正離子由陽極向陰極遷移 ?以上三個環(huán)節(jié)既相互獨立，又彼此制約，其中任何 一 個受到抑制，都會使腐蝕電池工作強度減少。 次生產(chǎn)物： 初生產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)的產(chǎn)物。 ★ 只有不溶性產(chǎn)物才能產(chǎn)生保護金屬的作用。 Zn Cu 金屬腐蝕與防護（ 20222022學(xué)年 ) 25 在某些情況下，腐蝕的次生過程更為復(fù)雜，若金屬有更高價態(tài)時，則腐蝕產(chǎn)物可能被進一步氧化。 腐蝕次生產(chǎn)物并不直接生成在金屬表面遭受腐蝕的陽極區(qū)，而是在溶液中陰、陽極一次產(chǎn)物相遇處形成。 ★ 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)。 ★微電池的陰、陽極位置不斷變化，腐蝕形態(tài)是全面腐蝕；陰、陽極位置固定不變，腐蝕形態(tài)是局部腐蝕。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 自由焓準則 當(dāng) △ G0， 則腐蝕反應(yīng)能自發(fā)進行 。 當(dāng) △ G= 0， 腐蝕反應(yīng)達到平衡 。 金屬腐蝕與防護（ 20222022學(xué)年 ) 39 從熱力學(xué)知： (ΔG)T,P=w180。在忽略液體接界電位和金屬接觸電位的情況下， E電 = EcEa 在腐蝕電池中，金屬陽極發(fā)生溶解，其電位為 Ea；腐蝕劑在陰極還原，其電位為 Ec。 電位 — pH圖 金屬腐蝕與防護（ 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. 計算電位 、 濃度 、 pH關(guān)系式； 4. 繪制電位 — pH圖 。水溶液總有 H＋ 和 OH－ ，其含量用 pH表示。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。 線 (b)上方是 O2的穩(wěn)定區(qū) ； 線 下方是 H2的穩(wěn)定區(qū) 。 金屬腐蝕與防護（ 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（ 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； (2) 升高電位 — 陽極保護 、 鈍化劑 、 緩蝕劑 … (3) 提高 pH值。 新發(fā)展 ? 特定體系的實驗電位－ pH圖 ? 局部腐蝕體系電位－ pH圖 ? 計算機已開始用于計算、繪制電位－ pH圖 ? …….
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