金属的腐蚀和防护.ppt
1,电化学基础,金属的电化学腐蚀与防护,2,3,铁锈斑斑,4,铁锈的成份很复杂，主要为氧化铁 Fe2O3·xH2O,人们采取了许多措施，但每年全世界因生锈而损失的铁约 占世界年产量的四分之一！,5,四川省宜宾市城区的南门大桥,钢铁生锈造成大桥断裂！,断裂,6,铜器表面生成一层薄薄的铜绿铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,7,一、金属的腐蚀,1、定义 2、本质 3、种类,P84 指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。,金属失去电子被氧化,电化腐蚀,化学腐蚀,8,左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈,升温可加快金属腐蚀,9,温度对化学腐蚀的影响：,升温加快金属腐蚀 降温减慢金属腐蚀,10,B A C D,速度：,D C A B,科学探究 不同条件下铁钉的锈蚀,11,海边的铁制品比较容易生锈，为什么？,原电池反应可加快金属腐蚀,12,电化学腐蚀,1)定义 不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化，这种腐蚀，叫做电化学腐蚀,2）原电池反应对化学腐蚀的影响：,加快金属腐蚀,13,两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍,相互 联系,较活泼金属被氧化,金属被氧化,本质,有微弱电流产生,无电流产生,现象,不纯金属或合金 跟电解质溶液及氧化剂接触,金属跟氧化性物质 直接接触,条件,电化学腐蚀,化学腐蚀,化学腐蚀与电化腐蚀的比较,14,钢铁的电化学腐蚀：,条件： 特点：,负极：，电极反应式：,正极：，电极反应式：,总反应式：,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,Fe+2H+ Fe2+H2,铁,碳,H2O + CO2 H2CO3,H+ + HCO3-,钢铁在潮湿空气中形成酸性环境下的腐蚀。,有氢气产生。,析氢腐蚀：,15,钢铁的电化学腐蚀：,条件： 特点：,负极：，电极反应式：,正极：，电极反应式：,总反应式：,2Fe4e-2Fe2+,2H2O + O2 + 4e- 4 OH-,2Fe+ 2H2O + O2 2Fe（OH）2,铁,碳,吸氧腐蚀,钢铁在很弱的酸性或中性环境下的腐蚀。,有氧气参加反应。,16,4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n) H2O,进一步反应：,17,注意： （1）电化腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被保护。 （2）电化腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。 (3)升温、原电池反应都可加快金属腐蚀,18,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 · nH2O,（铁锈）,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,条件,酸性,中性或酸性很弱或碱性。,电极反应,负极Fe(- ),Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,正极C(+),2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应:,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,联系,19,1、金属腐蚀的本质：,_e-,发生_反应,金属_,金属原子,氧化,失去,阳离子,2、金属腐蚀的分类,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,20,课堂练习 ：,1.烧煤产生的SO2腐蚀厨房里的金属设备，这种腐蚀属于什么腐蚀？ 2、当镀层有破损时，对于镀锌铁（白铁）和镀锡铁，哪个更易发生腐蚀呢？试从原电池原理加以分析。,化学腐蚀,后者更易发生腐蚀，因铁比锡活泼，在原电池反应中，铁失电子被腐蚀，而锌比铁活泼，在原电池反应中，锌失电子被腐蚀，而铁被保护,21,二、金属的防护,1. 影响金属腐蚀的因素： 2. 金属在什么条件下容易被腐蚀？,金属的本性和介质,在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体 或电解质，都容易被腐蚀,22,思考,金属腐蚀的防护思路和方法是？,金属腐蚀的防护思路和方法是：主要从金属的本质和介质两方面考虑，如改变金属的内部组织结构，在金属表面覆盖保护层等等,23,3. 金属的防护方法,1）改变金属的内部组织结构,例：将Cr、Ni等金属加进钢里制成不锈钢,24,健身器材如何防锈？,刷油漆,25,衣架和电线如何防锈？,外面包上一层塑料层,26,某些工具的“机械传动部位” ，能用油漆来防锈吗？,不能用油漆来防锈，而是选用油脂,应选用什么呢？,27,2）保护层法,在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。,.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。,28,用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。,这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。,29,自行车如何防生锈？,是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr,自行车的车把、车辐条、钢圈和车铃防锈措施是什么？,30,船身如何防腐蚀的？,用牺牲锌块的方法来保护,船身上装锌块,牺牲阳极阴极保护法,31,如何防止地下钢铁管道的腐蚀？,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块要定期更换,32,3. 电化学保护法 （消除引起金属发生电化腐蚀的原电池反应的方法）,(在被保护的金属上连接比该金属_或合金)，此金属作_极(阳极)反应受到腐蚀，被保护的金属作_极(阴极)，不反应，起到保护作用；,更活泼的金属,负,正,1)、*牺牲阳极阴极保护法 原理：,做阳极材料常用的有_,镁、铝、锌,33,牺牲阳极的阴极保护法示意图,34,2.外加电流法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。,外加电流的阴极保护法示意图,35,1.下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是( ) A B C D ,D,课堂练习,36,课堂练习,课堂练习,如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）,若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： , 正极：,若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极： 正极： 。,（2）,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,
