金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速度
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金属的电化学腐蚀与防护 课件
(2) 若 ZnCl2NH4Cl 混 合 溶 液 中 含 有 杂 质 Cu2 ＋ ， 会加速某电极的腐蚀，其主要原因是
_______________________________________ _________________________________。
欲除去Cu2＋，最好选用下列试剂中的 _____________________________ (填代号)。
正极反应：2H＋＋2e－===H2↑； 总反应：__F__e＋__2_H__＋_=_=__=_F_e_2＋__＋__H_2_↑___。
2．吸氧腐蚀 (1)钢铁表面吸附的水膜__酸__性__很__弱___或呈 _中__性___时，氧气参加电极反应，发生吸氧腐 蚀。电极反应如下：
负极：_2_F__e－__4_e_－__=_=_=_2_F_e_2_＋___；
溶液中构成原电池，加快了锌的腐蚀。欲除去
Cu2＋，如果加入氢氧化钠溶液，Zn2＋和 NH＋ 4 都 会与 OH－反应，如果加入氨水，也会沉淀 Zn2＋，
加入铁引入新杂质氯化亚铁，所以最好加入锌。
(3)用石墨作电极，电解酸性硫酸锰溶液制取二氧化
锰，＋2 价的锰化合价升高，失去电子，在阳极发生 氧化反应。在酸性溶液中 H＋浓度较大，所以 H＋在阴 极得电子生成氢气。溶液中的离子有 Mn2＋、H＋、OH －、SO2－4，阴极发生还原反应：2H＋＋2e－===H2↑， 阳极发生氧化反应：Mn2＋－2e－＋2H2O===MnO2＋4H ＋，电解反应式为：MnSO4＋2H2O==电=解==MnO2＋H2SO4 ＋H2↑；转移 2 mol 电子，生成 1 mol MnO2，m(MnO2) ＝1 mol×87 g/mol＝87 g。
a．NaOH b．Zn c．Fe
金属的电化学腐蚀与防护 ppt课件
不纯的金属跟电解质溶液接触 时，会发生原电池反应，比较活 泼的金属失电子而被氧化的腐蚀 ppt课件 叫做电化学腐蚀。
5
思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而 在潮湿的空气中却易生锈？发生了什么反应？ 4、钢铁生锈原理 实验4-3
实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升 讨论，小结： 装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强 ppt课件 减小， 则装置中有气体参加反应。
6
钢铁的吸氧腐蚀示意图
ppt课件
7
钢铁的析氢腐蚀示意图
ppt课件
8
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条件
电 负极Fe(-) 极 反 正极C(+) 应 水膜呈酸性 Fe-2e-=Fe2+
吸氧腐蚀
水膜呈中性或酸性很弱 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
ppt课件 15
3、金属的常见其他防护方法 ⑴在金属表面覆盖保护层 例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电 镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层) 等。 ⑵改变金属内部的组成结构，制成合金 在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%~8%Cr， 7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可 极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的 “不锈钢”(合金)。
ppt课件 16
自行车的金属部件采用了什么样的 防护措施?
镀铬
烤蓝 烤漆
涂机油
ppt课件
涂凡士林
镀铬
17
二、金属的防护
金属发生电化学腐蚀时,是在金 属表面形成原电池反应.
(1)在金属表面覆盖保护层:
a.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。 b.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。
5
思考：为什么钢铁在干燥的空气中不易生锈，而 在潮湿的空气中却易生锈？发生了什么反应？ 4、钢铁生锈原理 实验4-3
实验现象：几分钟后,装置中的导管中水柱上升 讨论，小结： 装置中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强 ppt课件 减小， 则装置中有气体参加反应。
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钢铁的吸氧腐蚀示意图
ppt课件
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钢铁的析氢腐蚀示意图
ppt课件
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钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
条件
电 负极Fe(-) 极 反 正极C(+) 应 水膜呈酸性 Fe-2e-=Fe2+
吸氧腐蚀
水膜呈中性或酸性很弱 2Fe-4e-=2Fe2+ O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
ppt课件 15
3、金属的常见其他防护方法 ⑴在金属表面覆盖保护层 例如：①喷涂漆；②涂油脂；③表面钝化；④电 镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强的金属镀层) 等。 ⑵改变金属内部的组成结构，制成合金 在钢铁中加入一定比例的铬和镍（14%~8%Cr， 7%～9%Ni），改变钢铁内部的组成和结构，可 极大程度地提高钢铁抗腐蚀性能，这就是常见的 “不锈钢”(合金)。
ppt课件 16
自行车的金属部件采用了什么样的 防护措施?
镀铬
烤蓝 烤漆
涂机油
ppt课件
涂凡士林
镀铬
17
二、金属的防护
金属发生电化学腐蚀时,是在金 属表面形成原电池反应.
(1)在金属表面覆盖保护层:
a.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。 b.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。
金属的电化学腐蚀与防护
新型防腐技术的研发与推广
新型防腐技术：包括 涂层保护、电化学保
护、缓蚀剂保护等
推广应用：在石油、 化工、船舶、电力等
领域的应用情况
研发进展：新型防腐 材料、新型涂层技术、 新型电化学保护技术
等
未来展望：新型防腐 技术的发展趋势和前
景
金属电化学腐蚀与防护的理论研究进展
金属腐蚀电化学原理：介 绍了金属腐蚀的电化学机 制，包括阳极反应和阴极
金属电化学腐蚀与防护的研究 进展
新型防腐材料的研究与应用
新型防腐材料的 种类：包括金属 氧化物、陶瓷、 高分子材料等
新型防腐材料的 性能特点：具有 良好的耐腐蚀、 抗氧化、抗疲劳 等性能
新型防腐材料的 应用领域：广泛 应用于石油、化 工、海洋工程、 航空航天等领域 的设备防腐
新型防腐材料的 发展趋势：高效、 环保、节能、低 成本等方向
金属电化学腐蚀产生有害物 质，污染环境
金属腐蚀导致资源浪费和环 境污染
腐蚀过程中可能产生有毒气 体和液体，对人类健康造成
威胁
பைடு நூலகம்
金属电化学腐蚀的防护措施
金属材料的选用与处理
选用耐腐蚀材料： 选择具有较高耐 腐蚀性能的材料， 如不锈钢、钛合 金等。
表面涂层处理： 在金属表面涂覆 防腐涂层，如油 漆、防锈油等， 以隔离金属与腐 蚀介质。
性能下降：腐蚀导致金属 性能如强度、塑性、韧性 等下降，影响正常使用。
安全隐患：腐蚀严重时可 能引发安全事故，如设备
突然断裂、爆炸等。
经济损失：金属腐蚀造成 设备维修、更换等额外费
用，影响生产效益。
设备的损坏
金属电化学腐蚀会导 致设备外观损坏，影 响美观和使用性能。
腐蚀会导致设备强度 降低，容易发生安全
09化工腐蚀与防护 第二章 金属电化学腐蚀基本理论
将偏离平衡电位。 *因为金属腐蚀要进行电极反应必然偏离平衡， 故非平衡电位的讨论十分重要。
电极电位
平衡电极电位 能斯特方程
气体的平衡电极电位
标准状态：温度298 K， 氢离子活度为1，氢压 101325 Pa
非平衡电极电位
不能用Nernst方程计算电极电位，实验测定
电化学腐蚀倾向的判断
自由焓准则 当△G<0，则腐蚀反应能自发进行。 |G|愈大，则腐蚀倾向愈大。 当△G= 0，腐蚀反应达到平衡。 当△G> 0，腐蚀反应不能自发进行。
EeK - Eea > 0 或EeK > Eea
判断电化学腐蚀倾向的电位比较准则： 如果金属发生氧化反应的平衡电位Eea低于溶液中某种氧
化剂(即去极化剂)发生还原反应的平衡电位Eec，则电化 学腐蚀能够发生。二者的差值(Eec - Eea)愈大，腐蚀的 倾向愈大。
金属自发发生电化学腐蚀的条件： Ee,M <E< EeK
2Hg + 2Cl-= Hg2Cl2 + 2e 气体电极反应和氧化还原电极反应都可
能作为腐蚀电池的阴极反应，其中以氢 电极反应和氧电极反应最为普遍。
氢电极反应构成了最基本的参考电极： 标准氢电极。
金属和溶液的界面特性——双层电子
双电层：由于金属和溶液的内电位不同，在电极系统的金属相和溶液相之间存 在电位差，因此，两相之间有一个相界区，叫做双电层*电极系统中发生电极 反应，两相之间有电荷转移，是形成双电层的一个重要原因。 例如：Zn/Zn2+,Cu/Cu2+
电极反应 Ni=Ni2++2e Mo=Mo3++3e Sn=Sn2++2e Pb=Pb2++2e Fe=Fe3++3e H2=2H++2e Cu=Cu2++2e Cu=Cu++e 2HAgg==HAgg22++++e2e Hg=Hg2++2e Pt=Pt2++2e Au=Au3++3e
电极电位
平衡电极电位 能斯特方程
气体的平衡电极电位
标准状态：温度298 K， 氢离子活度为1，氢压 101325 Pa
非平衡电极电位
不能用Nernst方程计算电极电位，实验测定
电化学腐蚀倾向的判断
自由焓准则 当△G<0，则腐蚀反应能自发进行。 |G|愈大，则腐蚀倾向愈大。 当△G= 0，腐蚀反应达到平衡。 当△G> 0，腐蚀反应不能自发进行。
EeK - Eea > 0 或EeK > Eea
判断电化学腐蚀倾向的电位比较准则： 如果金属发生氧化反应的平衡电位Eea低于溶液中某种氧
化剂(即去极化剂)发生还原反应的平衡电位Eec，则电化 学腐蚀能够发生。二者的差值(Eec - Eea)愈大，腐蚀的 倾向愈大。
金属自发发生电化学腐蚀的条件： Ee,M <E< EeK
2Hg + 2Cl-= Hg2Cl2 + 2e 气体电极反应和氧化还原电极反应都可
能作为腐蚀电池的阴极反应，其中以氢 电极反应和氧电极反应最为普遍。
氢电极反应构成了最基本的参考电极： 标准氢电极。
金属和溶液的界面特性——双层电子
双电层：由于金属和溶液的内电位不同，在电极系统的金属相和溶液相之间存 在电位差，因此，两相之间有一个相界区，叫做双电层*电极系统中发生电极 反应，两相之间有电荷转移，是形成双电层的一个重要原因。 例如：Zn/Zn2+,Cu/Cu2+
电极反应 Ni=Ni2++2e Mo=Mo3++3e Sn=Sn2++2e Pb=Pb2++2e Fe=Fe3++3e H2=2H++2e Cu=Cu2++2e Cu=Cu++e 2HAgg==HAgg22++++e2e Hg=Hg2++2e Pt=Pt2++2e Au=Au3++3e
金属的电化学腐蚀与防护(课件).
化学腐蚀：
化学腐蚀的 速度随温度 升高而加快
家用燃气灶的中心部位很 容易生锈
食品罐头放在南极80多 年了，却很少生锈
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
钢铁腐蚀 条件 电 负极 极 Fe(-) 反 正极 应 C(+) 总反应 析氢腐蚀 水膜呈强酸性
Fe-2e-=Fe2+ 2H++2e-=H2 2H++Fe=Fe2++H2
4.为保护地下钢管不被腐蚀，可采用的方 法是( AD ) A、与直流电源负极相连接 B、与直流电源的正极相连接 C、与铜板相连接 D、与锌板相连接
5.以下现象与电化学腐蚀无关的是（ D ）
A.黄铜(铜锌合金)制作的锣不易产生铜绿 B.生铁比纯铁容易生锈 C.铁质配件附有铜质配件，在接触处易生 铁锈 D.银质物品久置表面变暗
2. 下列情况下，埋在地下的输油铸铁管 道被腐蚀最慢的是（C ）
A.潮湿疏松透气的土壤中 B.含铁元素较多的酸性土壤中 C.干燥致密不透气的土壤中
D.含碳量较高，潮湿透气的中性土壤中
3.钢铁锈蚀过程中可能发生的变化是( A ) ① Fe由单质转化为+2价； ② Fe由+2价转化为+3价；
③ 产生氢气；④产生氧气； ⑤ 杂质C被氧化除去； ⑥ Fe（OH）3失水变成Fe2O3· 3H2O. A. ① ② ③ ⑥ C. 只有① ③ B. ① ③ ④ D. 全部
类型 化学腐蚀
金属与接触 物直接反应 无电流产生
电化学腐蚀
不纯金属或合金与电 解质溶液形成原电池 有电流产生
发生的 条件 Mn+(发生氧化反应 较活泼金属被腐蚀 )
金属的电化学腐蚀与防护
金属的电化学腐蚀与防护在我们的日常生活和工业生产中，金属材料无处不在，从建筑结构到交通工具，从家用电器到机械设备。
然而，金属的腐蚀问题却始终困扰着我们，给社会带来了巨大的经济损失和安全隐患。
其中，电化学腐蚀是金属腐蚀中最常见、危害最大的一种形式。
那么，什么是金属的电化学腐蚀？它是如何发生的？又该如何进行有效的防护呢？让我们一起来深入了解一下。
首先，我们来认识一下什么是电化学腐蚀。
简单来说，电化学腐蚀就是金属在电解质溶液中发生的氧化还原反应，导致金属原子失去电子变成离子而被腐蚀的过程。
与化学腐蚀不同，电化学腐蚀需要有电解质溶液的存在，并且会形成原电池，从而加速腐蚀的进行。
电化学腐蚀的发生通常需要满足几个条件。
第一，金属表面存在不均匀性，比如化学成分的差异、组织结构的不同或者物理状态的差别。
第二，要有电解质溶液，它可以是水、酸、碱或者盐溶液等。
第三，还需要有氧气或者其他氧化性物质的存在。
为了更清楚地理解电化学腐蚀的过程，我们以钢铁在潮湿空气中的腐蚀为例。
钢铁中通常含有碳等杂质，在潮湿的空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜，水膜中溶解了氧气和二氧化碳等物质，形成了电解质溶液。
此时，钢铁中的铁和碳就构成了无数微小的原电池。
铁作为负极，失去电子被氧化成亚铁离子：Fe 2e⁻＝ Fe²⁺；碳作为正极，氧气在正极得到电子被还原：O₂＋ 2H₂O ＋ 4e⁻＝ 4OH⁻。
亚铁离子进一步与氢氧根离子结合生成氢氧化亚铁，氢氧化亚铁再被氧气氧化成氢氧化铁，最终脱水形成铁锈。
电化学腐蚀的危害是巨大的。
它不仅会导致金属材料的强度降低、性能下降，缩短设备的使用寿命，还可能引发严重的安全事故。
例如，桥梁的钢梁因为腐蚀而强度减弱，可能会发生坍塌；石油管道因为腐蚀而破裂，会造成环境污染和资源浪费。
既然电化学腐蚀如此可怕，那么我们应该如何进行防护呢？常见的防护方法主要有以下几种：第一种是涂层防护。
在金属表面涂上一层防腐涂料，如油漆、塑料、橡胶等，将金属与外界的电解质溶液隔离开来，从而阻止腐蚀的发生。
金属的腐蚀和防护PPT精品课件
含义
金属直接与具有腐蚀 性的化学物质接触发 生氧化还原反应而消
耗的过程
金属与电解质溶液 接触发生原电池反
应而消耗的过程
发生的 金属 条件 氧化剂
电子得失
金属或合金 非电解质为主(如O2、
Cl2、C2H5OH)
金属直接将电子转移 给有氧化性的物质
不纯金属或合金 电解质溶液中的溶
质 活泼间接转移给氧 化金属将电子性较
【基础题一】 (1)下列有关金属腐蚀的说法正确的 是( D ) A．金属腐蚀指不纯金属与接触到的电解质溶液进 行化学反应而损耗的过程 B．电化腐蚀指在外加电流的作用下不纯金属发生 化学反应而损耗的过程 C．钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀，负极吸收氧气 最终转化为铁锈 D．金属的电化腐蚀和化学腐蚀本质相同，但电化 腐蚀伴有电流产生
1.(湖南祁东县鼎兴补习学校2010届高三化学第一次 月考)下列叙述不正确的是( A ) A．铁表面镀锌，铁作阳极 B．船底镶嵌锌块，锌作负极，以防船体被腐蚀 C．钢铁吸氧腐蚀的正极反应：
O2＋2H2O＋4e－===4OH－ D．工业上电解饱和食盐水的阳极反应：
2Cl－－2e－===Cl2↑
2.下列有关金属腐蚀与防护的说法正确的是(双 选)( AC ) A．纯银器表面在空气中因化学腐蚀渐渐变暗 B．当镀锡铁制品的镀层破损时，镀层仍能对铁制 品起保护作用 C．在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀是采用 了牺牲阳极的阴极保护法 D．可将地下输油钢管与外加直流电源的正极相连 以保护它不受腐蚀
答案：(1)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(2)2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe
(3)2H2O＋O2＋4e－===4OH－
(4)Al－3e－===Al3＋ 铝表面易被氧化，生成一层致
金属的腐蚀与防护完整版课件
指津:A 项中黄铜(铜锌合金)若发生电化学 腐蚀,被腐蚀的金属应是金属性较强的锌 而不是铜。B 项中生铁中含较多的碳,比铁 芯(几乎是纯铁)在电解质作用下更容易形 成原电池,也更容易生锈。C 项在接触电解 质溶液时,铁作原电池的负极,易被腐蚀生 成铁锈。D 项这是化学腐蚀,与电化学腐蚀 无关。
2.将经过酸洗除锈的铁钉,用饱和食盐水
3.金属腐蚀的快慢规律
(1)在同一电解质溶液中,金属腐蚀由快到慢 的顺序为:电解原理引起的腐蚀>原电池原理 引起的腐蚀>化学腐蚀>应用原电池原理有保 护措施的腐蚀>应用电解池原理有保护措施的 腐蚀。 (2)同一种金属在不同介质中腐蚀由快到慢的 顺序为:强电解质溶液中的腐蚀>弱电解质溶 液中的腐蚀>非电解质溶液中的腐蚀。
实例
化学腐蚀 金属或合金直接与具有腐蚀性的 化学物质接触发生氧化还原反应 而消耗的过程 金属直接将电子转移给有氧化性 的物质 无电流产生(电子不定向移动) 金属单质 金属与 Cl2、O2 等物质直接反应
2.电化学腐蚀
发生 条件
电极 反应
钢铁表面吸附了一层水膜,且溶有 CO2、O2 等 气体 负极:2Fe-4e- 2Fe2+
解题导引:
解析:a 为中性环境,发生吸氧腐蚀,氧气被消 耗,气体压强减小;b 中酸性较强,发生析氢腐 蚀,有氢气放出,气体压强增大,所以红墨水柱 两边的液面变为左高右低,故 B 项错。 答案:B。
【活学活用】
1.以下现象与电化学腐蚀无关的是 (D) A.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生 铜绿 B.生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈 C.铁质器件附有铜质配件,在接触处易生 铁锈 D.银质奖牌久置后表面变暗
③镀锌铁发生电化学腐蚀时是锌被腐蚀, 而铁一定不会被腐蚀 ④金属发生电化学腐蚀时是较活泼金属 作负极先被腐蚀 A.①④ B.③④ C.②③ D.①② 指津:金属的电化学腐蚀也可以在中性或 碱性环境下进行;镀锌铁中锌若被腐蚀 完,Fe 也可继续被空气、水所腐蚀(即铁的 吸氧腐蚀)。
化学课件《金属的电化学腐蚀及防护》优秀ppt 人教课标版
生锈 C．铁制器件附有铜制配件，在接触处易生铁锈 D．银质奖章久置表面变暗
习题反馈
2.解释下列事实。 （1）相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被
腐蚀。 （2）用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
（3）当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的 铁制品容易生锈。
习题反馈
3.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况
――[阿萨·赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉·海兹利特]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
习题反馈
2.解释下列事实。 （1）相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被
腐蚀。 （2）用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。
（3）当化工厂派出的废气为酸性气体时,工厂附近的 铁制品容易生锈。
习题反馈
3.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况
――[阿萨·赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉·海兹利特]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
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向反应的活化能改变量为 -(1 - )nFE，
即活化能改变量与E异号，活化能减小。
还原方向反应的活化能改变量为nFE，
即活化能改变量与E同号，活化能增大。
(1- )和分别是电位对氧化方向和还原方
向反应活化能影响的分数，称为传递系 数或对称系数。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 电极反应速度与电位的关系
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• i0既与电极反应的本性有关，又和电极材 料，溶液浓度及温度有关。
i0 的 测 量 方 法 ： 一 是 利 用 强 极 化 数 据 ， 在 ～ lgi 坐 标 系 中 作 极 化 曲 线 ， 将 Tafel 直线段延长到平衡电位Ee (=0)，便可得 出i0。二是利用微极化数据，在 i坐标 系中作极化曲线。在平衡电位Ee( = 0)处 作极化曲线的切线，确定Faraday电阻Rf 。 也可将极化曲线按直线处理，由/ i确定 Rf 。得出Rf后再求i0。
第四章 电化学腐蚀的速度 腐蚀动力学问题
1 单一电极反应的速度 • 过电位和电极反应速度 ●电极反应速度 设电极表面上只有一个电极反应，简写为
R = O + ne 根据Faraday定律 ：i = nFv i 的单位用A/m2 ，v 的单位用mol/m2sec ， F = 96500ku/mol = 26.8Ahr/mol。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
金
△G*R→O
属
（R）
△G*R → O
nF△E
〆nF△E
溶 △G*R→O 液
（O）
△G*R→O
X1
X2
〆nF△E
〆nF△E
〆= X2
X1+X2
电位变化△E对金反属应腐蚀活与化防护能课影件响电化学腐蚀速
度
腐 蚀 动 力 学
当电位改变E，则带电荷nF的粒子穿越双 电层所做的功增加nFE。这样，氧化方
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 电极反应的速度控制步骤
● ●电极反应的步骤 一个电极反应至少需包括如下连续步骤： (1) 液相传质：溶液中的反应物向电极界面迁移。 (2) 电子转移(放电)：反应物在电极界面上发生 电化学反应，放出电子(氧化)或得到电子(还原)， 转变为产物。 (3) 液相传质或新相生成：产物如果是离子，向 溶液内部迁移；如果是固体或气体，则有新相 生成。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
ή
ia
iO iO
i i
i ic
（a）ή~i坐标系
ή
iO ia
i ㏒[i]
[ic]
i
（b）ή~㏒i坐标系
（活金化属腐极蚀与化防护控度课件制电化）学腐蚀速
• 动力学参数
（1） 传递系数 (或Tafel斜率为) 表示双电层中电场强度对电极反应的影响。 一般相差不大，多为0.5左右。当 = 0.5，对n = 1的电极反应，β=51.3mV，b=118mV。 = 0.5的电极反应，阳极极化曲线和阴极极化曲线 是对称的。 (2) 交换电流密度i0 i0反映电极反应进行的难易程度，也反映电极 反应的极化性能的强弱。
过电位 = E 化的程度。
–Ee
描述电位偏离Ee的程度，即极
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 动力学基本方程式
表示过电位 (或极化电位E)和电极反应速 度i之间的关系式 = f (i) 或者 E = Ee + f (i) 称为电极反应的动力学基本方程式，其图 形表示即其极化曲线，也叫做过电位曲线。
• 动力学基本方程式
iiii0ex pexp
两种特殊情况：
（1）强极化
在密强度极(化即(电a 极或反应c 速度比)较的大对)数时成，线过性电关位系与。电这流 个关系式称为Tafel公式，和b称为Tafel斜率， 或Tafel常数。
（2）微极化
Rf i
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 极化曲线
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 平衡状态
当电极反应处于平衡状态时，其电位为平衡电
位Ee(热力学参数)。氧化方向和还原方向的反
应速度相等，其大小称为交换电流密度，记为
i0。
i0i i E Ee E Ee
• 极化状态
对电极系统通入外电流，电极反应的平衡状态
被外电打流破又，叫电极位化偏电离流平。衡电i位iEie达到极化电位E。
• 在～i坐标系中，和i之间都是对数函数关系， 它们在电流坐标轴上的截距都等于i0。在取定 时曲， 线由 有和 明相 显减 的可线得性出区。ia和在ic。～Eleg(i=坐0)标附系近中极，化 与i之间都是直线关系，它们在电流坐标轴上 的通重交 过 合点 对 。对 数 即应 变 极于 换 化。。曲当在线取强符定极合化Ta时f区e，l，公由i式a与和，重求此合ia直和，线ic|必i段c|与须称 为Tafel区，其斜率为Tafel斜率和(如果横坐标 为自然对数ln i，则Tafel区的斜率为和)。
电子转移步骤的阻力所造成的极化叫做活化极化，
或电化学极化；液相传质步骤的阻力所造成的
极化叫做浓度极化，或浓差极化。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
•活化极化
设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤，液相 传质容易进行，这种电极反应称为受活化极化控 制的电极反应。 • 电位变化对电极反应活化能的影响 电极反应: R = O + ne 是在电极界面上进行的，因为电极反应中带电粒 子要穿越界面双电层，故反应活化能中应包括克 服电场力所做的功。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 在过电位相同时，i0愈大，则i愈大， 即电极反应速度愈大。这说明i0愈大电极 反应愈容易进行。
• 在i相同时，i0愈大，则过电位愈小， 极化电位愈靠近平衡电位。这表明i0愈大 电极反应的可逆性愈大，电极反应愈不 容易极化(极化性能弱)。
• 因为参考电极的电位必须稳定，极化 性能必须很弱，故用作参考电极的电极 反应的交换电流密度i0必须很大，如SHE。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 速度控制步骤
在稳态条件下，各步骤的速度应相等，其中阻力
最大的步骤决定了整个电极反应的速度，称为速
度控制步骤，简记为RDS。
• 活化极化和浓度极化
极化的原因就在于电极反应的各个步骤都存在阻 力，电极反应要达到一定的(净)速度，就需要 一定的推动力，过电位就表现为推动力。电位 偏离平衡电位愈远，推动力愈大，因而电极反 应速度愈大。
即活化能改变量与E异号，活化能减小。
还原方向反应的活化能改变量为nFE，
即活化能改变量与E同号，活化能增大。
(1- )和分别是电位对氧化方向和还原方
向反应活化能影响的分数，称为传递系 数或对称系数。
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• 电极反应速度与电位的关系
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• i0既与电极反应的本性有关，又和电极材 料，溶液浓度及温度有关。
i0 的 测 量 方 法 ： 一 是 利 用 强 极 化 数 据 ， 在 ～ lgi 坐 标 系 中 作 极 化 曲 线 ， 将 Tafel 直线段延长到平衡电位Ee (=0)，便可得 出i0。二是利用微极化数据，在 i坐标 系中作极化曲线。在平衡电位Ee( = 0)处 作极化曲线的切线，确定Faraday电阻Rf 。 也可将极化曲线按直线处理，由/ i确定 Rf 。得出Rf后再求i0。
第四章 电化学腐蚀的速度 腐蚀动力学问题
1 单一电极反应的速度 • 过电位和电极反应速度 ●电极反应速度 设电极表面上只有一个电极反应，简写为
R = O + ne 根据Faraday定律 ：i = nFv i 的单位用A/m2 ，v 的单位用mol/m2sec ， F = 96500ku/mol = 26.8Ahr/mol。
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金
△G*R→O
属
（R）
△G*R → O
nF△E
〆nF△E
溶 △G*R→O 液
（O）
△G*R→O
X1
X2
〆nF△E
〆nF△E
〆= X2
X1+X2
电位变化△E对金反属应腐蚀活与化防护能课影件响电化学腐蚀速
度
腐 蚀 动 力 学
当电位改变E，则带电荷nF的粒子穿越双 电层所做的功增加nFE。这样，氧化方
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• 电极反应的速度控制步骤
● ●电极反应的步骤 一个电极反应至少需包括如下连续步骤： (1) 液相传质：溶液中的反应物向电极界面迁移。 (2) 电子转移(放电)：反应物在电极界面上发生 电化学反应，放出电子(氧化)或得到电子(还原)， 转变为产物。 (3) 液相传质或新相生成：产物如果是离子，向 溶液内部迁移；如果是固体或气体，则有新相 生成。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
ή
ia
iO iO
i i
i ic
（a）ή~i坐标系
ή
iO ia
i ㏒[i]
[ic]
i
（b）ή~㏒i坐标系
（活金化属腐极蚀与化防护控度课件制电化）学腐蚀速
• 动力学参数
（1） 传递系数 (或Tafel斜率为) 表示双电层中电场强度对电极反应的影响。 一般相差不大，多为0.5左右。当 = 0.5，对n = 1的电极反应，β=51.3mV，b=118mV。 = 0.5的电极反应，阳极极化曲线和阴极极化曲线 是对称的。 (2) 交换电流密度i0 i0反映电极反应进行的难易程度，也反映电极 反应的极化性能的强弱。
过电位 = E 化的程度。
–Ee
描述电位偏离Ee的程度，即极
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 动力学基本方程式
表示过电位 (或极化电位E)和电极反应速 度i之间的关系式 = f (i) 或者 E = Ee + f (i) 称为电极反应的动力学基本方程式，其图 形表示即其极化曲线，也叫做过电位曲线。
• 动力学基本方程式
iiii0ex pexp
两种特殊情况：
（1）强极化
在密强度极(化即(电a 极或反应c 速度比)较的大对)数时成，线过性电关位系与。电这流 个关系式称为Tafel公式，和b称为Tafel斜率， 或Tafel常数。
（2）微极化
Rf i
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 极化曲线
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 平衡状态
当电极反应处于平衡状态时，其电位为平衡电
位Ee(热力学参数)。氧化方向和还原方向的反
应速度相等，其大小称为交换电流密度，记为
i0。
i0i i E Ee E Ee
• 极化状态
对电极系统通入外电流，电极反应的平衡状态
被外电打流破又，叫电极位化偏电离流平。衡电i位iEie达到极化电位E。
• 在～i坐标系中，和i之间都是对数函数关系， 它们在电流坐标轴上的截距都等于i0。在取定 时曲， 线由 有和 明相 显减 的可线得性出区。ia和在ic。～Eleg(i=坐0)标附系近中极，化 与i之间都是直线关系，它们在电流坐标轴上 的通重交 过 合点 对 。对 数 即应 变 极于 换 化。。曲当在线取强符定极合化Ta时f区e，l，公由i式a与和，重求此合ia直和，线ic|必i段c|与须称 为Tafel区，其斜率为Tafel斜率和(如果横坐标 为自然对数ln i，则Tafel区的斜率为和)。
电子转移步骤的阻力所造成的极化叫做活化极化，
或电化学极化；液相传质步骤的阻力所造成的
极化叫做浓度极化，或浓差极化。
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•活化极化
设电极反应的阻力主要来自电子转移步骤，液相 传质容易进行，这种电极反应称为受活化极化控 制的电极反应。 • 电位变化对电极反应活化能的影响 电极反应: R = O + ne 是在电极界面上进行的，因为电极反应中带电粒 子要穿越界面双电层，故反应活化能中应包括克 服电场力所做的功。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 在过电位相同时，i0愈大，则i愈大， 即电极反应速度愈大。这说明i0愈大电极 反应愈容易进行。
• 在i相同时，i0愈大，则过电位愈小， 极化电位愈靠近平衡电位。这表明i0愈大 电极反应的可逆性愈大，电极反应愈不 容易极化(极化性能弱)。
• 因为参考电极的电位必须稳定，极化 性能必须很弱，故用作参考电极的电极 反应的交换电流密度i0必须很大，如SHE。
金属腐蚀与防护课件电化学腐蚀速 度
• 速度控制步骤
在稳态条件下，各步骤的速度应相等，其中阻力
最大的步骤决定了整个电极反应的速度，称为速
度控制步骤，简记为RDS。
• 活化极化和浓度极化
极化的原因就在于电极反应的各个步骤都存在阻 力，电极反应要达到一定的(净)速度，就需要 一定的推动力，过电位就表现为推动力。电位 偏离平衡电位愈远，推动力愈大，因而电极反 应速度愈大。