金属腐蚀理论及腐蚀控制考试重点题
金属腐蚀理论总复习题
金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章 绪论 思考题1.举例说明腐蚀的定义,腐蚀定义中的三个基本要素是什么,耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答:腐蚀的定义:工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏 举例:工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素:腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性:指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性:指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么,均匀腐蚀速度的表示方法有哪些?答:⑴金属腐蚀的本质:金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后,腐蚀产物变为化合物或非单质状态;从能量观点看,金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系,腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法:深度:年腐蚀深度 (p V )V P =t h ∆=8.76d -V △h 是试样腐蚀后厚度的减少量,单位mm;V -代表失重腐蚀速度; t 是腐蚀时间,单位y ;d 是金属材料的密度;V P 所以的单位是mm/y 。
失重:失重腐蚀速度(-V )-V = StW -∆=St W W 10- W0代表腐蚀前金属试样的质量,单位g ; W1代表腐蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量,单位g ;S 代表试样暴露的表面积,单位m 2; t 代表腐蚀的时间,单位h 。
计算题计算题1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp ,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1解:由题意得:(1)对碳钢在30%HNO 3( 25℃)中有: V ˉ=△W ˉ/st=(18.7153-18.6739)/45×2×(20×40+20×3+40×30)×0.000001=0.4694 g/㎡∙h又d=m/v=18.7154/20×40×0.003=7.798g/cm2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.4694/7.798=0.53mm/y(25℃)中有:对铝在30%HNO3Vˉ=△Wˉ铝/st=(16.1820-16.1347)/2×(30×40+30×5+40×5)×45×10-6=0.3391g/㎡∙h/v=16.1820/(30×40×5×0.001)=2.697g/cm3d=m铝说明:碳钢的Vˉ比铝大,而Vp比铝小,因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀( 25℃)有:(2)对不锈钢在20%HNO3表面积S=2π×0.0152+2π×0.015×0.004=0.00179 m2Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2743)/0.00179×400=0.08715 g/ m2∙h 试样体积为:V=π×1.52×0.4=2.827 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.08715/7.901=0.097mm/y对铝有:表面积S=2π×0.022+2π×0.02×0.005=0.00314 m2Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9151)/0.00314×20=0.7882 g/ m2∙h试样体积为:V=π×22×0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm3Vp=8.76Vˉ/d=8.76×0.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3(85℃)时有:对不锈钢:Vˉ=△Wˉ/st=(22.3367-22.2906)/0.00179×2=12.8771 g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×12.8771/7.901=14.28mm/y对铝:Vˉ=△Wˉ/st=(16.9646-16.9250)/0.00314×40=0.3153g/ m2∙hVp=8.76Vˉ/d=8.76×0.3153/2.701=1.02mm/y说明:硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1一、解释概念:(共8分,每个2分)钝性,碱脆、SCC、缝隙腐蚀二、填空题:(共30分,每空1分)1.称为好氧腐蚀,中性溶液中阴极反应为,好氧腐蚀主要为控制,其过电位与电流密度的关系为。
2.在水的电位-pH图上,线ⓐ表示关系,线ⓑ表示关系,线ⓐ下方是的稳定存在区,线ⓑ上方是的稳定存在区,线ⓐ与线ⓑ之间是的稳定存在区。
3.热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是,其腐蚀特征是,防止游离CO2腐蚀的措施是,运行中将给水的pH值控制在范围为宜。
4.凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。
淡水作冷却水时易发生脱锌,海水作冷却水时易发生脱锌。
5.过电位越大,金属的腐蚀速度越,活化极化控制的腐蚀体系,当极化电位偏离E corr足够远时,电极电位与极化电密呈关系,活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。
6.为了防止热力设备发生氧腐蚀,向给水中加入,使水中氧含量达到以下,其含量应控制在,与氧的反应式为,加药点常在。
7.在腐蚀极化图上,若P c>>P a,极极化曲线比极极化曲线陡,这时E corr值偏向电位值,是控制。
三、问答题:(共24分,每小题4分)1.说明协调磷酸盐处理原理。
2.自然界中最常见的阴极去极化剂与其反应是什么?3.锅炉发生苛性脆化的条件是什么?4.凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么?5.说明热力设备氧腐蚀的机理。
6.说明腐蚀电池的电化学历程,并说明其四个组成部分。
四、计算:(共24分,每小题8分)析氢腐蚀?并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。
(E 0Fe 2+/Fe = - 0.44)2.写出V -与i corr 的关系式与V t 与i corr 的关系式,并说明式中各项的物理意义。
3.已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应与其标准电极电位:Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337VH 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀?五、分析:(共14分,每小题7分)1.试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低?2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1,如何根据此图实施炉水水质控制,试分析之。
腐蚀与防腐 综合复习题和答案
课堂作业1、材料的失效形式包括腐蚀、磨损和断裂。
2、腐蚀是金属与周围环境之间发生化学或电化学反应而导致的破坏性侵蚀。
3、腐蚀研究的着眼点在材料。
4、腐蚀具有自发性、普遍性和隐蔽性的特点。
5、腐蚀是一种材料和环境间的反应,这是腐蚀与摩擦现象分界线。
6、强调化学或电化学作用时称为腐蚀,强调力学或机械作用作用时则称为磨擦磨损。
7、腐蚀是被腐蚀金属。
8、对均匀腐蚀的衡量有质量指标和强度指标。
9、根据环境介质可分为自然和工业环境。
10、自然环境腐蚀可分为大气、土壤、海水腐蚀11、根据受腐蚀材料可分为金属和非金属。
12、依据腐蚀机理腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀13、电化学腐蚀由阳极、阴极和电子转移三个既相互独立又紧密联系的过程组成。
14、阳极过程是失电子的过程,其结果是金属的离子化。
15、阴极过程是得电子的过程,其结果介质中的离子夺取电子发生还原反应的还原过程。
16、外电路的过程与溶液中的过程组成了电荷的转移通道。
17、根据腐蚀形态腐蚀可分为普遍性腐蚀和局部腐蚀。
18、化学腐蚀分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀。
思考题1、从导体中形成电流的荷电粒子来看,可将导体分成两类电子和离子导体。
2、电极系统是由电子相和离子相组成,并且有电荷穿过界面中一个相到另一个相。
3、在电极系统中伴随着两个非同类导体之间的电荷转移而在两相界面发生的化学反应,称为电极反应。
4、参比电极,指的也是某一特定环境下的电极系统及相应的电极反应,而不是仅指电子导体材料。
5、金属失去电子的过程称为阳极过程。
阳极过程往往伴随着金属的离子水化进入溶液,材料被腐蚀。
6、负电性金属正离子进入溶液,金属上带有阳离子。
7、正电性金属位于溶液中时,溶液中的金属正离子在金属表面,溶液一侧有多余的负离子8、气体电极是溶液中的H+和OH-从金属上夺取电子,使得金属带有正电性。
9、气体电极包括氢电极和氧电极。
10、用于作为标准电极的是氢电极。
11、氢电极的标准电极电位是零。
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及问题详解
金属腐蚀与防护试卷1一、解释概念:(共8分,每个2分)钝性,碱脆、SCC、缝隙腐蚀二、填空题:(共30分,每空1分)1.称为好氧腐蚀,中性溶液中阴极反应为,好氧腐蚀主要为控制,其过电位与电流密度的关系为。
2.在水的电位-pH图上,线ⓐ表示关系,线ⓑ表示关系,线ⓐ下方是的稳定存在区,线ⓑ上方是的稳定存在区,线ⓐ与线ⓑ之间是的稳定存在区。
3.热力系统中发生游离CO2腐蚀较严重的部位是,其腐蚀特征是,防止游离CO2腐蚀的措施是,运行中将给水的pH值控制在范围为宜。
4.凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。
淡水作冷却水时易发生脱锌,海水作冷却水时易发生脱锌。
5.过电位越大,金属的腐蚀速度越,活化极化控制的腐蚀体系,当极化电位偏离E corr足够远时,电极电位与极化电密呈关系,活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。
6.为了防止热力设备发生氧腐蚀,向给水中加入,使水中氧含量达到以下,其含量应控制在,与氧的反应式为,加药点常在。
7.在腐蚀极化图上,若P c>>P a,极极化曲线比极极化曲线陡,这时E corr值偏向电位值,是控制。
三、问答题:(共24分,每小题4分)1.说明协调磷酸盐处理原理。
2.自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么?3.锅炉发生苛性脆化的条件是什么?4.凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么?5.说明热力设备氧腐蚀的机理。
6.说明腐蚀电池的电化学历程,并说明其四个组成部分。
四、计算:(共24分,每小题8分)析氢腐蚀?并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小pH 值。
(E 0Fe 2+/Fe = - 0.44)2.写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式,并说明式中各项的物理意义。
3.已知铜在含氧酸中和无氧酸中的电极反应及其标准电极电位:Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337VH 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V问铜在含氧酸和无氧酸中是否发生腐蚀?五、分析:(共14分,每小题7分)1.试用腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何比在稀HNO 3中的腐蚀速度低?2. 炉水协调磷酸盐-pH 控制图如图1,如何根据此图实施炉水水质控制,试分析之。
金属腐蚀理论复习题
金属腐蚀理论复习题金属腐蚀理论及腐蚀控制复习题第一章绪论思考题1.举例说明腐蚀的定义,腐蚀定义中的三个基本要素是什么,耐蚀性和腐蚀性概念的区别。
答:腐蚀的定义:工程材料和周围环境发生化学或电化学作用而遭受的破坏举例:工程材料和周围环境发生相互作用而破坏三个基本要素:腐蚀的对象、腐蚀的环境、腐蚀的性质。
耐蚀性:指材料抵抗环境介质腐蚀的能力。
腐蚀性:指环境介质对材料腐蚀的强弱程度。
2.金属腐蚀的本质是什么,均匀腐蚀速度的表示方法有哪些?答:⑴金属腐蚀的本质:金属在大多数情况下通过发生化学反应或是电化学反应后,腐蚀产物变为化合物或非单质状态;从能量观点看,金属与周围的环境组成了热力学上不稳定的体系,腐蚀反应使体系能量降低。
⑵均匀腐蚀速度的表示方法:①深度:年腐蚀深度?hV-VP==△h 是试样腐蚀后厚度的减少量,单位mm;V-代表失重腐蚀速度;t td是腐蚀时间,单位y;d是金属材料的密度;VP所以的单位是mm/y。
②增重:W0?W1?W?V= =W0代表腐蚀前金属试样的质量,单位g;W1代表腐蚀以StSt+后经除去腐蚀产物处理的试样质量,单位g;S代表试样暴露的表面积,单位m2;t代表腐蚀的时间,单位h。
③失重:失重腐蚀速度(V?) ?W?W0?W1V= = W0代表腐蚀前金属试样的质量,单位g;W1代表腐StSt?蚀以后经除去腐蚀产物处理的试样质量,单位g;S代表试样暴露的表面积,单位m2;t 代表腐蚀的时间,单位h。
计算题计算题 1. 根据表1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度V- 和年腐蚀深度Vp,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1 解:题意得:对碳钢在30%HNO3( 25℃)中有:Vˉ=△Wˉ/st =()/45×2×(20×40+20×3+40×30)×= g/㎡?h 又d=m/v=/20×40×=/cm2?h Vp=ˉ/d=×/=/y 对铝在30%HNO3(25℃)中有:Vˉ=△Wˉ铝/st =()/2×(30×40+30×5+40×5)×45×10-6 =/㎡?h d=m铝/v=/(30×40×5×)=/cm3 说明:碳钢的Vˉ比铝大,而Vp比铝小,因为铝在腐蚀的时候产生的是点腐蚀对不锈钢在20%HNO3( 25℃)有:表面积S=2π×+2π××= m2 Vˉ=△Wˉ/st=()/×400= g/ m2?h 试样体积为:V=π××= cm3 d=W/V=/= g/cm3 Vp=ˉ/d=×/=/y 对铝有:表面积S=2π×+2π××= m2 Vˉ=△Wˉ/st=()/×20= g/ m2?h 试样体积为:V=π×22×= cm3 d=W/V=/= g/cm3 Vp=ˉ/d=×/=/y 试样在98% HNO3(85℃)时有:对不锈钢:Vˉ=△Wˉ/st =()/×2= g/ m2?h Vp=ˉ/d=×/=/y 对铝:Vˉ=△Wˉ/st=()/×40=/ m2?h Vp=ˉ/d=×/=/y 说明:硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。
金属腐蚀理论及腐蚀控制考试重点题
RT nF
㏑(Po2/ aO4H -)
=0.401+ 0.0591 lg(0.21/10 ) 16
4
=0.627V
(1) 当阳极反应为 Fe= Fe 2 +2 e
有 Fe 2 +2 OH =Fe(OH)2↓
查得 Ksp Fe(OH)2=1.87×10 15
a( Fe 2 )=Ksp /a Fe(OH) [OH ] 2 =1.87×10 / 15 10 8 =1.87×10 7 mol/L
=0.0148V>0
即氧压力增大到原来的 10 倍时有氧电极平衡电位正移 0.0148V
(3)当溶液 pH 值下降 1 时有
Ee
''' 3
=E+
RT nF
㏑(Po2/
a 4' OH
-)=E+
RT nF
ln
Po2-
4RT nF
㏑
aO' H
-
ΔE3=
Ee’’’-Ee=E+ RT ln
nF
Po2-
4RT nF
解:(1)
根据失重腐蚀 V- = w st
0.1 20 104
50
1g / m2.h
∴Vp=8.76 V =8.76×1/7.8=1.12 mm/y d fc
∴有△h=Vp.t=1.12×50/(365×24)=0.0064mm
即样品的厚度加少量为 0.0064mm
(2)根据 v
A nF
icor 可知有:
所以 Ecor = -0.64 – 0.125 lg│icor│ + Eec = -0.64 – 0.125×(lg0.9606×10-4)–0.059
= -0.707V (vs SHE)
化工腐蚀试题及答案
化工腐蚀试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 金属腐蚀的类型包括()。
A. 化学腐蚀B. 电化学腐蚀C. 物理腐蚀D. 所有以上答案:D2. 金属腐蚀的防护措施不包括()。
A. 涂层保护B. 阴极保护C. 阳极保护D. 腐蚀性介质的更换答案:D3. 以下哪种金属更容易发生电化学腐蚀?()A. 铁B. 铜C. 铝D. 不锈钢答案:A4. 金属腐蚀速率的测定方法不包括()。
A. 失重法B. 增重法C. 电化学测试D. 热力学分析答案:D5. 腐蚀电池的组成部分包括()。
A. 阳极B. 阴极C. 电解质D. 所有以上答案:D6. 以下哪种金属的耐腐蚀性最好?()A. 镁B. 铝C. 钛D. 铅答案:C7. 金属的腐蚀速率受哪些因素的影响?()A. 温度B. 介质C. 金属本身的性质D. 所有以上答案:D8. 以下哪种金属腐蚀属于化学腐蚀?()A. 铁在潮湿空气中的腐蚀B. 铁在稀硫酸中的腐蚀C. 铁在海水中的腐蚀D. 铁在干燥空气中的腐蚀答案:B9. 金属腐蚀的防护措施中,哪种方法不涉及电化学原理?()A. 涂层保护B. 牺牲阳极保护C. 外加电流阴极保护D. 电镀答案:A10. 金属腐蚀的类型中,哪种腐蚀速度最快?()A. 均匀腐蚀B. 点蚀C. 应力腐蚀D. 腐蚀疲劳答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 金属腐蚀的基本原理是金属原子的________。
答案:氧化2. 金属腐蚀的电化学腐蚀类型中,阳极发生________反应。
答案:氧化3. 金属腐蚀的防护措施中,________保护是一种常见的方法。
答案:涂层4. 金属腐蚀的电化学腐蚀类型中,阴极发生________反应。
答案:还原5. 金属腐蚀速率的测定方法中,失重法是通过测量金属腐蚀前后的________来计算腐蚀速率的。
答案:质量差6. 金属腐蚀的防护措施中,牺牲阳极保护是利用________的腐蚀来保护被保护金属。
答案:牺牲阳极7. 金属腐蚀的类型中,化学腐蚀不涉及________。
腐蚀与防腐复习题
腐蚀与防腐复习题腐蚀与防腐复习题腐蚀是指金属在特定环境中受到化学或电化学的侵蚀和破坏的过程。
腐蚀不仅会导致金属材料的损失,还可能对设备、结构和工业生产带来严重的影响。
为了保护金属材料免受腐蚀的侵害,防腐技术应运而生。
下面是一些关于腐蚀与防腐的复习题,帮助我们回顾和巩固相关知识。
1. 什么是腐蚀?腐蚀的主要原因是什么?腐蚀是指金属在特定环境中受到化学或电化学的侵蚀和破坏的过程。
腐蚀的主要原因是金属与周围环境中的氧气、水和其他化学物质发生反应,形成氧化物、氢氧化物等产物,导致金属表面的损失和材料性能的下降。
2. 腐蚀的分类有哪些?请简要描述每种分类的特点。
腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。
化学腐蚀是指金属与化学物质直接发生反应,如金属与酸、碱等溶液接触时发生的腐蚀。
电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的腐蚀,包括阳极腐蚀和阴极腐蚀两种形式。
阳极腐蚀是金属在电解质中失去电子形成阳离子的过程,而阴极腐蚀是金属表面发生还原反应,吸收电子并生成金属。
3. 防腐的基本原则是什么?请列举几种常见的防腐方法。
防腐的基本原则是通过改变金属与环境接触的条件,减少或阻止腐蚀反应的进行。
常见的防腐方法包括物理防腐、化学防腐和电化学防腐。
物理防腐主要通过隔离金属与环境的接触,如使用涂层、包覆、涂漆等方法;化学防腐则是通过添加化学物质,形成保护膜或与金属表面反应,阻止腐蚀的进行;电化学防腐则是通过改变金属与电解质溶液的电位差,使金属处于不易发生腐蚀的状态。
4. 什么是阴极保护?它的原理是什么?阴极保护是一种常用的电化学防腐方法,通过将一块具有更负电位的金属(如锌)与被保护金属连接,使被保护金属成为阴极,从而阻止腐蚀反应的进行。
阴极保护的原理是利用外部电源提供电流,使被保护金属表面形成一个保护性的电位区域,阻止金属与电解质发生氧化反应,从而达到防腐的目的。
5. 什么是阳极保护?它的原理是什么?阳极保护是一种常用的电化学防腐方法,通过将一块具有更正电位的金属(如铝)与被保护金属连接,使被保护金属成为阳极,从而阻止腐蚀反应的进行。
腐蚀与防腐试题试题知识点
《腐蚀与防腐》综合复习资料一、填空题1、极化曲线分为(1)和(2)两种。
(课件,极化与去极化,极化曲线)2、氧去极化的阴极过程可以分为两个基本环节:(3)过程和(4)过程。
(课件,极化与去极化,氧去极化)3、在腐蚀控制方式中,当R=0,P<<P,为(5)。
(课件,极化与去极化,腐蚀控制ca因素)4、平衡电位是指当金属电极于溶液界面的电极过程建立起平衡反应,平衡过程包括两个含义:(6)、(7)。
(课件,电极与电极电位)5、氧浓差电池中,位于高氧浓度区域的金属为(8)极,位于低氧浓度区域的金属为(9)极。
(课件,腐蚀原电池,氧浓差电池)6、外加电流的阴极保护的三个基本参数为(10)、(11)和(12)。
(课件,电化学保护,外加电流阴极保护)7、材料具备(1)是能进行阳极保护的必要条件。
(课件,电化学保护,阳极保护)8、列出四种杂散电流干扰腐蚀类型:(13)、(14)、(15)和(16)。
(课件,杂散电流腐蚀及保护)9、氢去极化腐蚀的标志是(17)。
(课件,极化与去极化,氢去极化)10、实际腐蚀过程中,经常同时产生两种极化。
在低低反应速度下,常常表现为以(18)为主,而在较高反应速度下表现出以(19)为主。
(课件,极化与去极化)11、牺牲阳极材料的性能要求是(20)、(21)、(22)和(23)等四个方面的指标来衡量。
(课件,电化学保护,牺牲阳极阴极保护)12、腐蚀原电池的作用过程由三个环节组成,缺一不可。
这三个环节是(24)、(25)和(26)。
(课件,原电池)i 0)E(,13、可以在利用参比电极测量出在没有电流通过时,任意电极的电极电位0该电极电位称为(27)或(28)。
(课件,电极电位的定义方式)14、推动电极反应的动力方向与电极反应方向具有一致性,称之为(29)。
(课件,极化规律的概念)15、目前为大多数人所接受的解释缓蚀作用机理的理论有(30)、(31)和(32)。
(课件,缓蚀剂缓蚀机理)16、防腐涂料按组分分为三种,为(33)、(34)、(35)(课件,防。
金属腐蚀与防护考试试卷(附实验)及答案
金属腐蚀与防护试卷1一、解释概念 :(共 8 分,每个 2 分)钝性,碱脆、 SCC、缝隙腐蚀二、填空题:(共 30 分,每空 1 分)1.称为好氧腐蚀,中性溶液中阴极反应为,好氧腐蚀主要为控制,其过电位与电流密度的关系为。
2.在水的电位 -pH 图上,线 ? 表示关系,线 ? 表示关系,线 ? 下方是的稳定存在区,线 ? 上方是的稳定存在区,线 ? 与线 ? 之间是的稳定存在区。
3 .热力系统中发生游离CO2 腐蚀较严重的部位是,其腐蚀特征是,防止游离CO2 腐蚀的措施是,运行中将给水的pH 值控制在范围为宜。
4.凝汽器铜管在冷却水中的脱锌腐蚀有和形式。
淡水作冷却水时易发生脱锌,海水作冷却水时易发生脱锌。
5.过电位越大,金属的腐蚀速度越,活化极化控制的腐蚀体系,当极化电位偏离E corr足够远时,电极电位与极化电密呈关系,活化极化控制下决定金属腐蚀速度的主要因素为、。
6.为了防止热力设备发生氧腐蚀,向给水中加入,使水中氧含量达到以下,其含量应控制在,与氧的反应式为,加药点常在。
7.在腐蚀极化图上,若Pc>>Pa,极极化曲线比极极化曲线陡,这时 E corr值偏向电位值,是控制。
三、问答题:(共 24 分,每小题 4 分)1.说明协调磷酸盐处理原理。
2.自然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么?3.锅炉发生苛性脆化的条件是什么?4.凝汽器铜管内用硫酸亚铁造膜的原理是什么?5.说明热力设备氧腐蚀的机理。
6.说明腐蚀电池的电化学历程,并说明其四个组成部分。
四、计算:(共 24 分,每小题 8 分)1.在中性溶液中, Fe 2 =10 6 mol/L ,温度为 25℃,此条件下碳钢是否发生答案参见我的新浪博客:h ttp:///s/blog_3fb788630100muda.html析氢腐蚀?并求出碳钢在此条件下不发生析氢腐蚀的最小0 2+pH 值。
(E Fe /Fe = -0.44)2.写出 V-与 i corr 的关系式及 Vt 与 i corr 的关系式,并说明式中各项的物理意义。
金属腐蚀理论及腐蚀控制
金属腐蚀理论及腐蚀控制第一部分腐蚀原理一、均匀腐蚀速率1-1.根据表1-1中所列数据分别计算碳钢和铝两种材料在试验介质中的失重腐蚀速度v-和年腐蚀深度vp,并进行比较,说明两种腐蚀速度表示方法的差别。
表1-1碳钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质样品材料矩形薄板样品尺寸(mm)腐蚀前重量W0(g)浸泡时间t(HR)腐蚀后重量W1(g)30%硝酸,25?碳钢20?40? 318.71534518.6739铝30?40? 516.18204516.13471-2. 奥氏体不锈钢和铝广泛用于硝酸工业。
根据表1-2中的数据,计算不锈钢和铝在两种硝酸溶液中的腐蚀速率VP,分析结果,并比较两种材料的耐腐蚀性。
表1-2不锈钢和铝在硝酸中的腐蚀试验数据试验介质试样材料圆形薄板试样尺寸(mm)腐蚀前重w0(g)浸泡时间t(tr)腐蚀后重w1(g)20%hno3,25?c不锈钢?30?422.336740022.2743铝?40?516.96462016.915198%hno3,85?c不锈钢?30?422.3367222.2906铝?40?516.96464016.92501-3.已知锌氧化生成的表面膜组成为zno,根据表1-3中所列的数据计算不同试验时间所得到的平均腐蚀速度vp,画出vp随时间变化的曲线。
所得结果说明了什么?表1-3 400℃时的锌含量?C氧化试验数据试验时间(HR)样品增重(mg/cm2)100.32200.45400.57600.64800.681200.761600.811-4将镁在0.5mol/lnacl溶液中浸泡100小时后,共释放330cm3氢气。
1-1rocifn?a?v试验温度25?c,压力760mmhg;试样尺寸为20?20?0.5(mm)的薄板。
计算镁试样的失重腐蚀速度vp。
(在25?c时水的饱和蒸汽压为23.8mmhg)1-5. 表面积为20cm2的铜样品为700?C在氧气中氧化2小时,消耗了13.6cm3的氧气(在25℃下测量,1atm)。
腐蚀与控制1~6习题与题解
绪论习题解1.为什么说“材料的腐蚀是自发产生的”?自然界中物质最稳定的存在状态是以金属化合物的形态存在。
如:Fe2O3、FeS、Al2O3等等。
由于它们的强度、硬度、刚度等性能不能满足工业结构材料的要求,用冶金方法外加能量将它们还原成金属元素及其合金,它们比其化合物具有更高的自由能,根据热力学第二定律,金属元素必然自发地转回到热力学上更稳定的化合物状态。
这就是金属的腐蚀过程。
有机非金属材料是由有机小分子材料经聚合成为大分子材料而具有一定的强度、刚度和硬度,具备满足工业结构材料性能的。
在聚合过程中加入的能量,使其比小分子具有更高的自由能。
在介质中材料发生一些化学或物理作用,使其从高能的聚合态向低能而稳定的小分子状态转变,使材料的原子或分子间的结合键破坏。
也是服从热力学第二定律的。
无机非金属材料有天然的和人工的。
两者均是由在自然界较稳定的化合物状态的分子或元素,在天然或人工外部作用下,结合成具有一定形状、强度、刚度和硬度的材料。
这些材料在形成过程中受到的外部作用,使其内能增加,具有比它们的化合物状态的分子或元素高的能态,同样由热力学第二定律,它们在腐蚀性介质环境下,发生化学或物理作用,使材料的原子或分子间的结合键断裂破坏。
也服从热力学第二定律。
2.材料的腐蚀有哪些危害性?a.涉及范围广泛:因腐蚀是自发产生的,腐蚀现象就涉及到所有使用材料的一切领域;b.造成的经济损失巨大;间接损失:由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。
一般间接损失比直接损失大很多。
污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。
c.阻碍新技术、新工艺的发展。
3.什么是直接损失?直接损失:由于腐蚀造成的材料自身的损失,使材料变成废物。
4.什么是间接损失?间接损失:由于腐蚀引起停产、更新设备、产品和原料流失、能源浪费。
一般间接损失比直接损失大很多。
污染环境、造成中毒、火灾、爆炸等重大事故。
5.控制腐蚀有哪些重要意义?研究材料的腐蚀规律,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防腐蚀措施,可以延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产率。
金属腐蚀理论及应用试题汇总
2014年金属腐蚀理论及应用试题一、名词解释:(5分)标准电位:指的是当温度为25C,金属离子的有效浓度为1mol/L (即活度为1)时测得的平衡电位。
标准电极电位是以标准氢原子作为参比电极,即氢的标准电极电位值定为0,与氢标准电极比较,电位较高的为正,电位较低者为负。
平衡电位:金属与电解质溶液构成的体系中,在金属-溶液两相间,当金属离子在两相中的电化学位相等时,就建立起电化学平衡(MMn++n)这种单一电极反应的电荷和物质交换均达到了平衡电极电位(© e • M。
它与其溶液中金属本身的离子活度(a Mn+之间的关系符合能斯特公式(Nernst )。
腐蚀电位:广义的腐蚀电位指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。
狭义的腐蚀电位是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。
绝对电位:当金属与溶液的界面上发生电极反应时,将会导致界面上双电层的形成,双电层两侧的电位差,即为电极电势(电位),也称绝对电极电势。
选择性氧化:如果合金内氧的溶解度很低,合金元素B向外扩散的速度很快,而且B的含量比较高,此时直接在合金表面上生成外BO膜。
即使在氧化初期,合金表面生成AO,但组元B与氧的亲和力大,将发生:B + AO - A +BO的反应,氧化产物将转变为BO。
以上两种情形被称之为合金的选择性氧化。
二、回答下列问题:(15分)1. 在中性水溶液中,Cu-Al和不锈钢-Al两对电偶的电位差相近,但前者会造成Al的严重腐蚀,而后者对Al的腐蚀轻微,试分析其原因。
答:两对电偶的电位差相近,所以在腐蚀的开始阶段,两对电偶中作为阳极的Al的腐蚀速度是相近的。
但之后,在Cu-Al电偶对的阳极Al表面会生成一层AI2O3钝化膜,降低了腐蚀电位差,使反应速率减小;在不锈钢-Al电偶对的阴极和阳极表面都会生成钝化膜,使腐蚀电位差降低的更大,腐蚀速率减小的更多。
金属腐蚀及防护考试试卷(附实验)及答案
⾦属腐蚀及防护考试试卷(附实验)及答案⾦属腐蚀与防护试卷1⼀、解释概念:(共8分,每个2分)钝性,碱脆、SCC、缝隙腐蚀⼆、填空题:(共30分,每空1分)1.称为好氧腐蚀,中性溶液中阴极反应为,好氧腐蚀主要为控制,其过电位与电流密度的关系为。
2.在⽔的电位-pH图上,线?表⽰关系,线?表⽰关系,线?下⽅是的稳定存在区,线?上⽅是的稳定存在区,线?与线?之间是的稳定存在区。
3.热⼒系统中发⽣游离CO2腐蚀较严重的部位是,其腐蚀特征是,防⽌游离CO2腐蚀的措施是,运⾏中将给⽔的pH值控制在围为宜。
4.凝汽器铜管在冷却⽔中的脱锌腐蚀有和形式。
淡⽔作冷却⽔时易发⽣脱锌,海⽔作冷却⽔时易发⽣脱锌。
5.过电位越⼤,⾦属的腐蚀速度越,活化极化控制的腐蚀体系,当极化电位偏离E corr⾜够远时,电极电位与极化电密呈关系,活化极化控制下决定⾦属腐蚀速度的主要因素为、。
6.为了防⽌热⼒设备发⽣氧腐蚀,向给⽔中加⼊,使⽔中氧含量达到以下,其含量应控制在,与氧的反应式为,加药点常在。
7.在腐蚀极化图上,若P c>>P a,极极化曲线⽐极极化曲线陡,这时E corr值偏向电位值,是控制。
三、问答题:(共24分,每⼩题4分)1.说明协调磷酸盐处理原理。
2.⾃然界中最常见的阴极去极化剂及其反应是什么?3.锅炉发⽣苛性脆化的条件是什么?4.凝汽器铜管⽤硫酸亚铁造膜的原理是什么?5.说明热⼒设备氧腐蚀的机理。
6.说明腐蚀电池的电化学历程,并说明其四个组成部分。
四、计算:(共24分,每⼩题8分)1.在中性溶液中,Fe+2=106-mol/L,温度为25℃,此条件下碳钢是否发⽣析氢腐蚀?并求出碳钢在此条件下不发⽣析氢腐蚀的最⼩pH 值。
(E 0Fe 2+/Fe = - 0.44)2.写出V -与i corr 的关系式及V t 与i corr 的关系式,并说明式中各项的物理意义。
3.已知铜在含氧酸中和⽆氧酸中的电极反应及其标准电极电位:Cu = Cu 2+ + 2e E 0Cu 2+/Cu = + 0.337VH 2 = 2H + + 2e E 02H +/H = 0.000V2H 2O = O 2 + 4H + + 4e E 0O 2/H 2O = +1.229V问铜在含氧酸和⽆氧酸中是否发⽣腐蚀?五、分析:(共14分,每⼩题7分)1.试⽤腐蚀极化图分析铁在浓HNO 3中的腐蚀速度为何⽐在稀HNO 3中的腐蚀速度低?2. 炉⽔协调磷酸盐-pH 控制图如图1,如何根据此图实施炉⽔⽔质控制,试分析之。
石油大学-金属腐蚀原理复习题
金属腐蚀原理复习题1. 狭义腐蚀的定义。
1P12腐蚀是材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象。
腐蚀包括化学、电化学与机械因素或生物因素的共同作用。
2. 腐蚀的特点1P13.14.15(1) 自发性(2) 普遍性 纯金属最低能级状态一般为其化合物(除Au 、Pt ) 普遍存在的空气和水是两类主要腐蚀环境(O2、H+) (3) 隐蔽性 发展速度缓慢、短期变化极微小 (4) 表现形式不易被发觉 3. 阳极:发生氧化反应的电极,阴极发生还原反应。
2P6阳极:发生氧化反应的电极 阳极反应:失去电子的反应 阴极:发生还原反应的电极 阴极反应:得到电子的反应4. 缝隙腐蚀和点蚀发展的机理是闭塞电池自催化效应??6P16.48点蚀机理第一阶段——蚀孔成核(发生) 钝化膜破坏理论和吸附理论 第二阶段——蚀孔生长(发展)“闭塞电池” 的形成为基础,并进而形成“活化-钝化腐蚀电池”的自催化理论缝隙腐蚀机理缝隙的宽度使溶液能够流入缝隙内,又能维持液体在缝内停滞。
一般发生缝隙腐蚀最敏感的缝宽约为0.025-0.15mm 。
在初期阶段,缝内外的金属表面发生相同的阴、阳极反应过程 阳极反应:阴极反应:后期阶段,由于缝内缺氧,缝外富氧,形成了“供氧差异电池” –“闭塞电池自催化效应”5. 阴极保护技术中最主要的两个参数是保护电位和最小保护电流密度。
8P26保护电位Epr :阴极保护时使金属停止腐蚀所需的电位 使金属的腐蚀速度降低到零,neMM n +→+-→++OH e O H O 222122达到“完全保护”(即保护度P =100%),即取Epr = Ee,a(阳极反应平衡电位)为保护电位最小保护电流密度ipr : 保护电位对应的外加极化电流密度在两个保护参数中,保护电位是基本的控制指标6.过电位的概念。
3P12过电位::某一极化电流密度下的电极电位E与其平衡电位Ee间之差的绝对值7.Ni-Cr不锈钢发生晶间腐蚀可用贫铬理论解释。
金属腐蚀理论及应用试题汇总
2014年金属腐蚀理论及应用试题一、名词解释:(5分)标准电位:指的是当温度为25℃,金属离子的有效浓度为1mol/L(即活度为1)时测得的平衡电位。
标准电极电位是以标准氢原子作为参比电极,即氢的标准电极电位值定为0,与氢标准电极比较,电位较高的为正,电位较低者为负。
平衡电位:金属与电解质溶液构成的体系中,在金属-溶液两相间,当金属离子在两相中的电化学位相等时,就建立起电化学平衡(MMn++ne)。
这种单一电极反应的电荷和物质交换均达到了平衡电极电位(φe·M)。
它与其溶液中金属本身的离子活度(αMn+)之间的关系符合能斯特公式(Nernst)。
腐蚀电位:广义的腐蚀电位指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象。
狭义的腐蚀电位是指金属与环境间的物理-化学相互作用,使金属性能发生变化,导致金属,环境及其构成系功能受到损伤的现象。
绝对电位:当金属与溶液的界面上发生电极反应时,将会导致界面上双电层的形成,双电层两侧的电位差,即为电极电势(电位),也称绝对电极电势。
选择性氧化:如果合金内氧的溶解度很低,合金元素B向外扩散的速度很快,而且B 的含量比较高,此时直接在合金表面上生成外BO膜。
即使在氧化初期,合金表面生成AO,但组元B与氧的亲和力大,将发生:B + AO → A +BO的反应,氧化产物将转变为BO。
以上两种情形被称之为合金的选择性氧化。
二、回答下列问题:(15分)1. 在中性水溶液中,Cu-Al和不锈钢-Al两对电偶的电位差相近,但前者会造成Al的严重腐蚀,而后者对Al的腐蚀轻微,试分析其原因。
答:两对电偶的电位差相近,所以在腐蚀的开始阶段,两对电偶中作为阳极的Al的腐蚀速度是相近的。
但之后,在Cu-Al电偶对的阳极Al表面会生成一层Al2O3钝化膜,降低了腐蚀电位差,使反应速率减小;在不锈钢-Al电偶对的阴极和阳极表面都会生成钝化膜,使腐蚀电位差降低的更大,腐蚀速率减小的更多。
金属防腐考试习题
1、腐蚀反应过程中是电子通过金属从阳极区传递到阴极。
2、金属的电化学腐蚀实质上是短路的原电池作用的结果。
3、金属腐蚀程度的大小可用腐蚀前后试样质量的变化来测定。
该种方法习惯称为失重法。
4、金属电位与溶液电位之差是电极电位。
5、在周期性应力作用下,所有金属材料在远低于他们的极限抗拉强度的条件下会形成裂纹,这个过程叫疲劳6、覆盖在材料表面、与材料有一定结合强度的异种材料层或膜是(D )A、金属层B、层流C、湍流D、覆盖层7、在环境介质中以很低的浓度存在时,明显地减缓金属腐蚀速率以防止金属腐蚀的物质,这种物质被称为(A)A、缓蚀剂B、吸附剂C、溶剂D、溶液8、不属于双电理论的是(D)A、紧密层模型B、分散层模型C、紧密-分散层模型D、电子模型9、土壤中的各种组份和理化特性对材料所产生的腐蚀是(C)A、大气腐蚀B、海水腐蚀C、土壤腐蚀D、金属腐蚀10、金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏是(B)A、大气腐蚀B、化学腐蚀C、土壤腐蚀D、金属腐蚀1、以下不属于金属腐蚀按腐蚀机理分类的有(C)A、化学腐蚀B、电化学腐蚀C、电气腐蚀D、物理腐蚀2、金属腐蚀学不涉及到的学科(A )A、美术学B、金属学C、物理学D、电化学3、属于局部腐蚀的有(D)A、全面腐蚀B、干腐蚀C、湿腐蚀D、点蚀4、不属于局部腐蚀的有(B )A、点蚀B干腐蚀C、缝隙腐蚀D、电偶腐蚀5、金属腐蚀的表示方法有(B )A、能量计算法B、深度法C、电偶法D、排列法6、不属于双电理论的是(D )A、紧密层模型B、分散层模型C、紧密-分散层模型D、电子模型7、处于热力学稳定状态,不发生腐蚀的区域是(A )A、稳定区B、腐蚀区C、钝化区D、活性区8、处于热力学不稳定状态,可能发生腐蚀的区域是(B)A、稳定区B、腐蚀区C、钝化区D、活性区9、固态物质覆盖在金属物质表面上,可能使金属失去活性而不发生腐蚀的区域是(C )A、稳定区B、腐蚀区C、钝化区D、活性区10、由大气中的水、氧、酸性污染物等物质的作用而引起的腐蚀是(A)A、大气腐蚀B、海水腐蚀C、土壤腐蚀D、金属腐蚀在中性或碱性溶液中,由于氢离子的浓度小,不太活泼的金属在有氧的溶液中的极反应往往是(A)A、吸氧腐蚀B、析氢腐蚀C、应力腐蚀D、局部腐蚀2、电极系统由(B )个相组成A、1B、2C、3D、43、腐蚀原电池系统包括(D )个不可分割的组成部分A、1B、2C、3D、44、标准氢电极作为参比电极,英文的缩写为(D )A、OPB、PPC、PED、SHE5、整个金属表面发生的腐蚀是(A)A、全面腐蚀B、局部腐蚀C、点蚀D、缝隙腐蚀(一)缓蚀剂在环境介质中以很低的浓度存在时就能明显地减缓金属腐蚀速率以防止金属腐蚀的物质。
金属腐蚀复习题
金属腐蚀理论及应用复习题一、解释名词1.平衡电位2.腐蚀电位3.过电位4.致钝电位5.法拉第电位6.孔蚀电位(击穿电位)7.析氢腐蚀,吸氧腐蚀8.极化9.闭塞电池10.金属氧化膜完整性的PB原理(须写出表达式)11.Frenkel型缺陷12.内氧化,选择性氧化二、回答下列问题:1.含有二氧化碳的软水,通过两套不同的供水系统,(1)软水流经铜管进入镀锌的钢水槽,半年左右镀锌的钢水槽发生穿孔腐蚀;(2)软水流经镀锌管后进入镀锌的钢水槽,四年多尚未发现镀锌的钢水槽有局部腐蚀。
请问这是为什么?2.为什么在使用搪瓷盆时,若不小心局部磕碰掉瓷后,会很快腐蚀穿孔?3.两块铜板用钢螺栓固定,将会出现什么问题?应采取何种措施?4.碳钢在不同浓度氯化钠溶液中腐蚀速度呈现什么规律?如何解释?5.为什么含①1%Hg、②1%Pt和③1%Fe的三种不同锌合金在0.5mol/LH2SO4溶液中腐蚀速度相差较大,而同样的合金在在充气的0.5mol/LKCl溶液中腐蚀速度几乎相同?6. 什么是腐蚀?腐蚀的研究对象是什么?简述腐蚀研究的意义。
7.何谓合金的内氧化,合金的选择性氧化?简述合金由内氧化向外选择性氧化转变的条件。
8.什么叫阳极性镀层?什么叫阴极性镀层?试举例说明其特点。
9.什么叫缓蚀剂保护?什么叫缓蚀率?按作用机理及按成膜特征可分为哪几类?请在每一类中举述一个常用缓蚀剂。
10.有三种材质及所流过的介质都完全相同的管道。
其中①管内为裸管,②管内有涂层,但涂层质量较差,③管内有涂层与线状牺牲阳极联合保护。
请判断这三种管道哪种最先穿孔,哪种管道使用寿命最长?三、判断以下几种情况,埋在土壤中管道的哪个部位腐蚀更为严重,为什么?(12分)1.管道在沥青路面下通过;2.管道穿越河道;3.管道通过混凝土结构;4.阴极保护安装绝缘法兰,一端通电,一端不通电;5.管道通过含盐浓度不同的地段;6.管道穿过粘土与沙土地段。
四、试论述18-8奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的原因。
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=0.0148V>0
即氧压力增大到原来的 10 倍时有氧电极平衡电位正移 0.0148V
(3)当溶液 pH 值下降 1 时有
Ee
''' 3
=E+
RT nF
㏑(Po2/
a 4' OH
-)=E+
RT nF
ln
Po2-
4RT nF
㏑
aO' H
-
ΔE3=
Ee’’’-Ee=E+ RT ln
nF
Po2-
4RT nF
由电位比较准则知 Eec>Eea,所以铜能发生析氢腐蚀。
其腐蚀倾向 △ E=Eec-Eea=-0.591-(-0.647)=0.056V=56mV
失重腐蚀速度:V-=
A nF
icor
65.4 0.7332/ 2 26.8
0.8956g
/ m2.h
第五章
(1)
在
pH
=
0
的除氧硫酸铜溶液中(
a Cu
2
0.1mol/L ),铜能否发生析氢腐蚀生成 Cu2+?如果能
发生,腐蚀倾向是多少伏?
(2)
在
pH
=
10
的除氧氰化钾溶液中(
a CN
0.5mol/L
),铜能否发生析氢腐蚀?如果能发生,
腐蚀倾向是多少伏?
设腐蚀生成的[Cu(CN)2]-离子的活度等于 10-4mol/L,已知电极反应 Cu + 2CN- = [Cu(CN)2]- + e
的标准电位 E0 = -0.446V。
解(1)由题意可知,铜的氧化反应为 Cu= Cu 2 +2e
查表知,铜电极反应的标准电位 E
即:温度升高 10℃后平衡电位正移 0.0139V。
(2)当氧压力增加到原来的 10 倍时
Ee
'' 2
=E+
RT nF
㏑(10Po2/ aO4H
)=E+
RT nF
ln10+
RT nF
㏑(Po2/ aO4H -)
△E2= Ee’’-Ee = RT ln10
nF
=(8.314×298.15)/(4×96500)×2.3
10R nF
㏑(Po2/
aO4 H
-)
= 10R
nF
㏑
Po2- 10R
nF
㏑
aO4 H
-
又因㏑ aO4H =2.3lg aO4H
,则有 lg a
=pH-14
OH
所以:△Ee1=10×8.314/(4×96500) ×
㏑ Po2-10×8.314/(4×96500)×4×2.3×(7-14)
=0+0.01387=0.0139V>0
所以 Ecor = -0.64 – 0.125 lg│icor│ + Eec = -0.64 – 0.125×(lg0.9606×10-4)–0.059
= -0.707V (vs SHE)
= -0.707V –0.242 = – 0.949 (vs SCE)
2.海水中的含氧量为 3.2mg/L,求一年中锌的消耗量?(氧的扩散层厚度为 102 cm ,扩
其平衡电位 Eea=0.266V
阴极反应 Cu 2 +2 e =Cu ,其平衡电位 Ee ' =0.293V
(3)Eec= Ee '
=0.293V
Cu / cu2
而 Eea= Ee ' = 0.266V Cu / cu2
有腐蚀倾向 Eec-Eea=0.293-0.266=0.027V=27mV
即该金属离子浓差电池的腐蚀倾向是 27mV
第三章
1. 在下列情况下,氧电极反应的平衡电位如何变化: (1) 温度升高 10C (取 Po2 =1atm,pH = 7)。 (2) 氧压力增大到原来的 10 倍 (温度 25C)。 (3) 溶液 pH 值下降 1 单位 (温度 25C)。
解:在中性溶液中,阴极的反应为:O2+2H2O+4 e =4OH-
因为 Ee
< Ee ' ,即铜在 0.01 mol/LCuSO4 溶液中的电位比在
Cu / cu2
Cu / cu2
0.5mol/LCuSO4 溶液中电位低。故有铜在 0.01 mol/LCuSO4 溶液中作阳
极,而在 0.5mol/LCuSO4 溶液中的铜棒作阴极。 (2)阳极反应:Cu= Cu 2 +2 e
第四章
1.表面积为 20cm2 的铁样品浸泡在 PH=1 的除氧酸溶液中,经过 50h 试验,测得了铁样品 的损失质量为 0.1g,已知在铁的表面上析氧反应符合 Tafel 公式η=-0.64-0.125lg|i|,η的单 位为 V,i 的单位为 A/cm2 ,试计算:
(1) 样品厚度的减少△h(mm); (2) 铁电流的腐蚀电流密度 icor(A/m2); (3) 铁试样的腐蚀电位 Ecor。
Cu / cu2
nF
=0.337+ 0.059 lg(0.01×0.41)=0.266V
2
当铜棒在 0.5mol/LCuSO4 溶液中时有:γ( Cu 2 )=0.0668
'
Ee
= E0+ RT ㏑ a( Cu 2 )’
Cu / cu2
nF
=0.337+ 0.059 lg(0.5×0.0668)
2
=0.293V
(1) 哪一根铜棒是阳极,哪一根铜棒是阴极? (2) 写出阳极反应和阴极反应,计算其平衡电位。 该金属离子浓差电池的腐蚀倾向是多少伏?
解:(1)铜棒在 0.01 mol/LCuSO4 溶液中时有:Cu=Cu 2 +2 e
查表得:γ( Cu 2 )=0.41
又根据 Ee
=E0+ RT ㏑ a( Cu )2
2. 将铁置于饱和空气的碱溶液(pH = 10)中,按阳极反应为 (1) Fe + Fe2+ + 2e (2) Fe + 2OH- = Fe(OH)2 + 2e
计算腐蚀倾向,二者是否相同?为什么?
解:在 pH=10 的碱溶液中,去极化还原反应为:
O2+2H2O+4 e =4 OH
Ee=E0(OH-/O2)+
= [4×26.8×1.9×10-5×3.2×10-3/(32×10-4)]×3600×10×10-3
=0.7332A/m2
∴icor=id=0.7332A/m2
查表得 dZn=7.1g/cm3
Zn-2e=Zn2+
∴有腐蚀深度
Vp=8.76
V dzn
8.76 d
A nF
icor
8.76 65.4 0.7332/(7.1 2 26.8) 1.104mm / a
其平衡位则为
Ee=E0(OH-/O2)+
RT nF
㏑(Po2/ aO4H
-)
(1)当温度升高 10℃后有:
Ee
Hale Waihona Puke =E0(OH-/O2)+
R(T 10) nF
×㏑(Po2/
aO4 H
-)
=E+
RT nF
㏑(Po2/ aO4H
)+
10R nF
㏑
Po2/
aO4 H
-
则平衡电位变化量△Ee1=
Ee’-
Ee=
nFV icor = A
2 26.8 1 0.9606 A / m2 55.8
阴极反应 2H++2e=H2 当 pH=1 时其平衡电位 Eec=-0.0591pH= -0.0591×1= -0.059 (V)
在腐蚀电位下,阴极反应过电位:
c = Ecor – Eec = -0.64 – 0.125 lg│icor│ (V)
解:(1)
根据失重腐蚀 V- = w st
0.1 20 104
50
1g / m2.h
∴Vp=8.76 V =8.76×1/7.8=1.12 mm/y d fc
∴有△h=Vp.t=1.12×50/(365×24)=0.0064mm
即样品的厚度加少量为 0.0064mm
(2)根据 v
A nF
icor 可知有:
㏑ aO' H
-(E+
RT nF
ln
Po2- 4RT ㏑
nF
aOH )
= 4RT 2.3( PH ' -14)+ 4RT 2.3(pH-14)
nF
nF
= RT ×2.3= 8.315 298.15 2.3 =0.0591V>0
F
96500
即 pH 值下降 1 个单位,氧电压反应平衡电位正移 0.0591V。
由:Fe= Fe 2 +2 e
又有 Eea= -0.440+0.02955lg a( Fe ) 2
= -0.440+0.02955lg1.8×10 7
= -0.639V
(2)当阳极反应为 Fe+2 OH =Fe(OH)2+2 e
查表有 Ee • =-0.875V Fe /(OH )2 Ee=E0 + RT ㏑(1/a[OH ] 4 ) nF
o
=0.337V
则铜的氧化反应的平衡电位为
Eea= E o + RT ln Cu 2 / Cu
2F
=0.337+0.5×0.059×lg0.1
=0.3075V 又在 PH=0 的除氧硫酸铜溶液中有 2 H +2e = H
2
析氢反应的平衡电位 Eec= E o + RT ln H /PH2
nF
得 Eec=-0.0591×PH=-0.0591×0=0V 由电位比较准则知 Eea> Eec,所以铜不可能发生析氢腐蚀生成 Cu 。 2 (2)由题意可知,铜的氧化反应为 Cu+2 CN =[Cu(CN )2] +e 该电极反应的标准电位 E o =-0.446V