金属的电化腐蚀与防护PPT课件

看后：你有何感想？
金属腐蚀
▪ 我国作为世界上钢铁产量最多的国家每年被腐 蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一，因为 金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的 2%~4%；约合人民币：3000亿元根据各国调查 结果，一般说来，金属腐蚀所造成的经济损失 大致为该国国民生产总值的4%左右。
▪ 另据国外统计，金属腐蚀的年损失远远超过水 灾、火灾、风灾和地震（平均值）损失的总和， 在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和 爆炸等造成的间接损失。
现象 无电流产生
有微弱电流产生
本质 金属被氧化
较活泼金属被氧化
影响 与接触物质的氧化性 与电解质溶液的酸碱
因素 及温度有关
性及金属活性有关
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
[实验探究] 将经过酸洗除锈的铁钉，用
饱和食盐水浸泡一下，放入下图具支试 管中，观察导管中水柱变化，并思考引
起变化的原因？ 吸氧腐蚀
极 反
正极C(+)
2H++2e-=H2↑
应 总反应: Fe + 2H+ =
Fe2+ + H2 ↑
2Fe-4e-=2Fe2+
O2+2H2O+4e-=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
② 析氢腐蚀： 当钢铁处于酸性环境中
★析氢腐蚀和吸氧腐蚀 都属于电化学腐蚀。
负极：Fe - 2e- = Fe2+ 正极：2H++ 2e- =H2 ↑ 电池反应：Fe + 2H+ =Fe2+ + H2↑
③钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条 件
水膜呈酸性。
水膜呈中性或酸性很弱或碱性。
电 负极Fe(- ) Fe-2e-=Fe2+
交流与讨论
铁生锈除了必须有空气及水的参与外，还受其他一些因素 的影响。请解释下列有关铁生锈现象的原因。
1.相对于在内河行驶的轮船来说，海轮更容易被腐蚀。
因为海水中含有较多的氯化钠等盐类，导电能力比内河 的水更强，而在导电能力强的电解质溶液中中，电化学 腐蚀更容易进行。 2. 1910年遗留在南极的食品罐头盒，其表面至今很少有 铁锈出现。
▪ 金属腐蚀的主要害处，不仅在于金属本身的损失， 更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属 本身要大到无法估量。
▪ 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。
▪ 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因 某一零部件破裂而坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而塌 陷；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸；化 工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境污染；管道 和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体 如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更会危及工作人员和 附近居民的生命安全。
正极：
2H++2e-＝。H2↑
【交流研讨】属部件采用了什么样的防护措施吗?
烤蓝
烤漆
镀铬
涂机油 涂凡士林
镀锌
二、金属的防护
(一）金属的防护概述 1、目的： 防止金属被氧化
2、依据：依据金属腐蚀的化学反应原理和腐蚀类型来确
定金属防护的方法
3、方法：
(1)改善金属的内部机构：不锈钢等 (2)涂保护层：电镀、喷漆、涂油等 (3)电化学保护法
【阅读课本】回答以下问题： 1. 什么是金属腐蚀？其本质是什么？
2. 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，两 者有何不同？
3. 电化学腐蚀(以钢铁腐蚀为例)可分为哪些种类？ 它们的区别在哪里？
一、金属的腐蚀
1. 金属腐是蚀指金属或合金跟接触的气体或液体发 生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。 ➢金属腐蚀的本质：金属原子 失e- 金属阳离子
（二）、金属的电化学保护
1.牺牲阳极保护法
原理 ： 形成原电池反应时，让被保护金属做正 极，不反应，起到保护作用；而活泼金 属反应受到腐蚀。
辅助阳极 （不溶性）
2.外加电流的阴极保护法
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。
是由于南极的温度常年在0℃以下，在较低温度下，腐 蚀不易进行。
交流与讨论
3.用于连接铜板的铁螺丝容易生锈。 是由于铁与铜及空气中的水蒸汽构成了原电池，铁作原 电池的负极，因此铁易被腐蚀而生锈。
4.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。 铁制品在酸性条件下比在中性条件下更容易被腐蚀。
课堂练习
1、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 中性或碱性 性，发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：Fe–2e-＝Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e-＝4OH－
（2）若液面下降，则溶液呈 酸性
性，发生 析氢 腐蚀，电极反应式为：
负极：
Fe–2e-＝Fe2+
金属的腐蚀在生活中非常普遍
钢铁生锈
金属腐蚀的现象
锈蚀的轮船 锈 蚀 的 楼 梯
பைடு நூலகம்
锈蚀的闸门 锈 蚀 的 大 桥
铜器生锈
铜 器 表 面 生 成 铜 绿
金属的腐蚀现象非常普遍：
1、钢铁生锈： 铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2
O 2、铜器表面生成铜绿： 铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO
3
金属腐蚀的不利后果有哪些？
M – ne- → Mn+（氧化反应） 化学腐蚀 — 直接反应 ➢金属腐蚀的类型 电化学腐蚀 —原电池反应
接触到的气体或液体不同
2.金属腐蚀的分类 （1）、化学腐蚀
①定义：
金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2 SO2等) 或非电解液(如石油)等直接发生反 应而引起的腐蚀
②原理： 金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。
③影响因素：
➢金属越活泼，越易被腐蚀； ➢金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快； ➢氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。
（2）. 电化学腐蚀 ：不纯的金属 或合金与电解质溶液接触，会发生 原电池反应，比较活泼的金属失电 子被氧化的腐蚀。
化学腐蚀
条件
金属跟干燥气体或非 电解质液体直接接触
电化学腐蚀
不纯金属或合金 跟电解质溶液接触
① 吸氧腐蚀：
【条件】水膜呈中性或弱酸 性或碱性
负极：2Fe - 4e- = 2Fe2+
正极：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH电池反应：2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2 进一步：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
2Fe(OH)3 = Fe2O3·nH2O + (3-n)H2O