金属的化学腐蚀与电化学腐蚀课件.ppt

请比较下列请比较下列Fe腐蚀的快慢？腐蚀的快慢？铁与酸反应铁与酸反应铁与碳形成原电池铁与碳形成原电池铁作负极被腐蚀铁作负极被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。 腐蚀速率较快。腐蚀速率较快。 调查人员事后发现造成本次事故的多个因，调查人员事后发现造成本次事故的多个因，比如巨大的交通流量、丢失的各类关键螺栓、以比如巨大的交通流量、丢失的各类关键螺栓、以及老化生锈的金属结构等等。还有一个不可忽视及老化生锈的金属结构等等。还有一个不可忽视的因素，就是在大桥桥体内栖息的鸽子在桥梁的的因素，就是在大桥桥体内栖息的鸽子在桥梁的关键部位留下了大量的粪便。随着时间的推移，关键部位留下了大量的粪便。随着时间的推移，移，鸽子窝及移，鸽子窝及其排泄的粪便其排泄的粪便加快了大桥金加快了大桥金属结构的腐蚀属结构的腐蚀老化度，最终老化度，最终成为本次垮塌成为本次垮塌事件的帮凶。事件的帮凶。 我国作为世界上钢铁产量最多的国我国作为世界上钢铁产量最多的国家（去年全国生产钢材家（去年全国生产钢材5.65亿吨），亿吨），每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，由于金属腐蚀而造成的的十分之一，由于金属腐蚀而造成的损失占国内生产总值的损失占国内生产总值的3%，约合人，约合人民币民币10000亿元。亿元。金属腐蚀金属腐蚀失电子失电子氧化反应氧化反应金属阳离子金属阳离子金属原子金属原子2 2、本质、本质1 1、定义、定义 指金属或合金发生氧化还原反应而腐蚀指金属或合金发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。损耗的过程。铁在潮湿的空气中生锈铁在潮湿的空气中生锈 铁被酸雨腐蚀铁被酸雨腐蚀模拟实验室模拟实验室A AB B水水问题讨论问题讨论构成了原电池装置构成了原电池装置1 1号：号：A A管中产生气泡，管中产生气泡，B B管中导管内液面下降管中导管内液面下降2 2号：号：A A管无明显变化，管无明显变化，B B管中导管内液面上升管中导管内液面上升正极：正极：负极：负极：1号试管号试管:电池反应：电池反应：析氢腐蚀析氢腐蚀发生条件：发生条件： 钢铁处于钢铁处于酸性较强酸性较强环境中环境中Fe - 2e- = Fe2+2H+ + 2e- =H2Fe + 2H+ = Fe2+ + H2正极：正极：负极：负极：2号试管号试管:电池反应：电池反应：吸氧腐蚀吸氧腐蚀发生条件：发生条件：钢铁处于钢铁处于极弱酸性极弱酸性或或中性中性或或碱性碱性气氛中气氛中Fe - 2e- = Fe2+O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O进一步反应：进一步反应：一般情况下，金属的一般情况下，金属的电化学腐蚀电化学腐蚀中中吸吸氧腐蚀氧腐蚀更为主要。更为主要。3. 3. 类型类型化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀金属腐蚀金属腐蚀1.1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。 海水中含有较多盐类，导电能力比内河的海水中含有较多盐类，导电能力比内河的水更强，因此，电化学腐蚀更容易进行。水更强，因此，电化学腐蚀更容易进行。2. 19102. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有铁锈出现。铁锈出现。 说明在低温下，腐蚀更难进行。说明在低温下，腐蚀更难进行。应用拓展应用拓展3.3.当化工厂排出的废气为酸性气体时，工厂附近的铁制品当化工厂排出的废气为酸性气体时，工厂附近的铁制品容易生锈。容易生锈。 说明酸性条件下金属更容易被腐蚀。说明酸性条件下金属更容易被腐蚀。4.4.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈，而连接锌板的用于连接铜板的铁螺丝容易生锈，而连接锌板的铁螺丝却不易生锈。铁螺丝却不易生锈。 空气中的空气中的CO2和水蒸气可在活泼性不同的金属和水蒸气可在活泼性不同的金属表面形成一层水膜，从而构成原电池。前者铁作负表面形成一层水膜，从而构成原电池。前者铁作负极，易失电子，因而易被腐蚀；后者铁作正极，不极，易失电子，因而易被腐蚀；后者铁作正极，不易失电子，因而不易被腐蚀。易失电子，因而不易被腐蚀。应用拓展应用拓展问题讨论问题讨论金属的一般防腐措施有哪些？金属的一般防腐措施有哪些？烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡涂凡士林士林镀锌镀锌镀铬镀铬 请大家根据金属腐蚀的本质，思考还可请大家根据金属腐蚀的本质，思考还可以采取什么措施防腐？以采取什么措施防腐？问题讨论问题讨论二、金属的电化学防腐二、金属的电化学防腐1. 1. 原理原理 防止金属失电子防止金属失电子2. 2. 牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法 形成原电池形成原电池反应时，让被保反应时，让被保护金属做正极，护金属做正极，活泼金属做负极。活泼金属做负极。 将被保护金属将被保护金属作为电解池的阴作为电解池的阴极，另一导电物极，另一导电物质作为阳极，在质作为阳极，在外加直流电的作外加直流电的作用下使阴极得到用下使阴极得到保护。保护。辅助阳极辅助阳极（石墨）（石墨）3. 3. 外加电流外加电流的阴极保护法的阴极保护法健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面衣架和电线的外面包上一层塑料层包上一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动机械转动部位部位”选用油脂来防锈选用油脂来防锈自行车的钢圈和车铃自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的耐腐蚀又耐磨的Cr你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？你还知道哪些防止金属腐蚀的方法？请举例说明。请举例说明。 制成不锈钢；或在金属表面镀一层比制成不锈钢；或在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。要保护的金属更活泼的金属。用牺牲锌块的方法来保护用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换船身，锌块必须定期更换锌块锌块用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换管道的腐蚀，镁块必须定期更换镁镁3. 下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是片腐蚀由快到慢的顺序是(5) (2) (1) (3) (4)课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习1. 如图如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： 正极：正极：若液面下降，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极： 正极：正极： 。（2）中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2. 20002. 2000年年5 5月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费30003000多万港多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 这三件这三件17601760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 240 年后看上去年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能的是A、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；、它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；B、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；、环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；C、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；、铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；D、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；、它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；（ D ）课堂练习课堂练习