电化学腐蚀热力学讲解

铜制造，船壳为钢材，同在海水中，船壳电位低于螺旋桨电位，船
壳将受到腐蚀。2、浓差电池，从能斯特公式可知，溶液浓度影响电
位的大小，使得不同浓度中的电极电位不同，形成电位差。
电化学腐蚀
3、温差电池，例如，由碳钢制成的换热器，高温端电 极电位低于低温端的电极电位，因而造成高温端腐蚀严 重。
一些金属腐蚀是由于与外界形成微观电池而被腐蚀 主要由以下几种： （1）金属表面化学成分的不均匀性引起的微电池；例 如在铸铁中，石墨的电极电位高于铁的电极电位，石墨 为阴极，Fe为阴极，导致基体Fe的腐蚀。 （2）金属组织结构的不均匀性而构成的微电池。 （3）金属表面物理状态的不均匀性构成的微电池。 （4）金属的表面膜的不完整构成的微电池。
该电极电位为0，以参比电极得到的待测电极的电极电位， 称为氢标电极电位。
电化学腐蚀
在金属腐蚀的过程中，绝大部分属于电化学腐蚀，
电化学腐蚀倾向的大小，可以用吉布斯自由能Baidu Nhomakorabea变化（ΔG）
判断金属腐蚀反应能否进行，还可以使用电极电位来判断腐
蚀反应能否发生。
电化学腐蚀热力学：正极电极电位为
负极电极电位为 有这样的判据： > - 反应自发进行（反应自发腐蚀）
谢谢
液组成的体系可设计成一个可逆电池。电池的正极发生的是还原反
应，C即u2 2e Cu
，也称为电池的阴极，在电极上发生的是
阴极过程。电池的负极发生的是氧化反应，Zn即- 2e Zn2
,也称
为电池的阳极，在电极上发生的是阳极过程。电池中的溶液为电解
质溶液，在电池工作时起传输离子电荷的作用。
这些腐蚀电池有不同的类型，1、电偶腐蚀，如船的螺旋桨为青
指导人们的实际工作和生产生活，例如，潮湿大气条件下桥梁钢结
构的腐蚀，海水中海洋采油平台、舰船壳体的腐蚀，油田中地下输
油管道的腐蚀，在含有酸、碱等工业介质中金属设施的腐蚀等，都
属于电化学腐蚀。这些腐蚀实质上都是金属浸在电解质溶液中，形
成了以金属为阳极的腐蚀电池。
利用电化学腐蚀，也可以做腐蚀电池为人们利用，用Cu和Zn及其溶
=
反应处于平衡状态
<
反应非自发进行（不会自发腐蚀）
由上述关系表明，当金属与介质或不同金属相接触时，
金属的电极电位低时才会发生腐蚀。因此，根据实际测量或
热力学计算出腐蚀体系中金属的电极电位与腐蚀体系中其他
电极体系的电极电位，进行比较就可以判断出金属发生腐蚀
的的可能性。
腐蚀原电池
应用电化学腐蚀热力学理论能分析生活的一些腐蚀现象，并
3、电极反应：在电极体系中，伴随着在电子导体相和离子 导体相之间的电荷转移，而在两相界面上发生的化学反应。
4、电极反应的几种类型： 1）、金属与含有该金属离子的溶液或由吸附了某种气体的惰性 金属和被吸附元素的离子溶液构成的。 2）、一种金属及该金属的难溶盐（或金属氧化物）和含有该难 溶盐的负离子的溶液构成的。 3）、氧化还原电极：发生电极反应的物质在溶液中，电极的电 子导体相只用作导体。
基本概念
5、化学位表示了带电粒子进入某物体相内部时， 克服与体系内部的粒子之间的化学作用力所做的化学功。一 般用μ表示。 μ
6、电化学位 =qφ+μ μ ：表示化学位 qφ：表示带电粒子之
间库仑力所做的电功，q为试验电荷的电量，φ为内电位。 7、电极电位是金属电极和水溶液两相之间的相间
电位差。 对电极电位的应用：以标准氢电极作为参比电极，规定
电位-pH图
金属腐蚀的另一个因素是金属在水溶液中的电极电位，如果将电 极电位和溶液的pH值联系起来，就可以很方便地判断金属腐蚀的 可能性。比利时学者Pourbaix进行了这项工作，以电极反应的平 衡电极电位为纵坐标，以溶液的pH值为横坐标，表示不同物质的 热力学平衡关系的电化学相图，称为电位-pH图，也称Pourbaix 图。
运用电位-pH图，能很好的指导人们的生产生活；例如：
分为三大区域： （1）腐蚀区 （2）稳定区 （3）钝化区 （4）根据（a）（b）线F及e2 、 Fe所处的位置可判断可能的 腐蚀反应
电位-pH图
由电位-pH图可知：若使Fe不腐蚀，有三种方法： （1）不改变溶液pH值，降低电极电位值，使Fe进入钝化 区。 （2）不改变溶液pH值，提高电极电位值，使Fe进入钝化 区。 （3）不改变电极电位值，提高溶液的pH值。
电化学腐蚀热力学理论在实 际工作生产活动中的应用
基本概念
1、金属腐蚀是指金属和周围介质直接发生化学反应而 引起的变质和破坏。若金属和周围介质（主要是水溶液电解质） 接触时，在金属和介质的界面发生有电子转移的氧化还原反应， 从而使金属受到破坏，这个过程称为金属的电化学腐蚀。
2、电极体系也称为电极系统，它是由电极/电解质溶液组成 的。