金属的锈蚀和防护

第三单元金属的腐蚀与防护知能定位1.了解金属腐蚀的原因，能辨别金属发生腐蚀的类型。

2.了解金属电化学腐蚀的原因及反应原理。

3.了解金属防护的一般方法及金属的电化学防护的原理。

情景切入铁生锈的现象随处可见，为什么铁在潮湿的环境中容易生锈？采取什么措施可以防止铁生锈呢？自主研习一、金属的电化学腐蚀1.金属腐蚀(1)定义金属或合金与周围环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。

(2)实质金属失去电子被氧化。

(3)类型①化学腐蚀：指金属与其他物质直接接触发生氧化还原反应而引起的腐蚀。

腐蚀过程中无电流产生。

②电化学腐蚀：指不纯的金属或合金发生原电池反应，使较活泼的金属失去电子被氧化而引起的腐蚀。

2.电化学腐蚀(1)吸氧腐蚀：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。

负极：2Fe=4e-+2Fe2+；正极：2H20+02+4e-==40H-；总反应：2Fe+02+2H20==2Fe(OH)2。

最终生成铁锈(主要成分为Fe203-xH20),反应如下：4Fe(OH)2+02+2H20==4Fe(OH)3；2Fe(OH)3==Fe203•xH20+(3-x)H20o(2)析氢腐蚀：金属表面的电解质溶液酸性较强，腐蚀过程中不断有H2放出。

负极：Fe=Fe2++2e-；正极：2H++2e-=H2f;总反应：Fe+2H+==Fe2++H2f。

二、金属的电化学防护1.金属的防护(1)本质：阻止金属发生氧化反应。

(2)方法①改变金属内部结构，如制成合金等。

②加防护层，如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀等。

③电化学防护2.电化学防护（1）牺牲阳极的阴极保护法将被保护金属与比其更活泼的金属连接在一起，更活泼的金属作阳极（负极）被腐蚀，作为阴极（正极）的金属被保护。

（2）外加电流的阴极保护法（原理如图）课堂师生互动考例1（2009-北京卷，6）下列叙述不正确的是（）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-==Cl2f解析：本题主要考查电化学知识，只要掌握原电池和电解的原理就能作答，A项中锌作阳极，B项锌作负极，铁被保护，C、D都是正确的。

为什么金属会发生腐蚀，如何防止腐蚀？金属的腐蚀，是一种不可避免的自然现象。

金属表面的化学反应，使得金属不断地剥落和腐蚀。

然而，对于这种自然现象，我们可以采取一些措施来尽量延缓腐蚀的速度，从而延长金属的使用寿命。

一、金属腐蚀的原因金属腐蚀是由于金属表面与空气、水、酸、碱等物质发生化学反应所致。

这种化学反应主要是电化学反应。

金属表面被氧化成锈等物质，被逐渐剥落，从而导致金属损失，最终会导致金属物体失去其性能和功能。

二、金属腐蚀的危害金属腐蚀不仅会减短金属器具的使用寿命，还可能对周围环境和人们的生活带来危害。

比如，金属锈蚀物质可能会被溶解在水中，严重污染蓝色星球的环境，影响到鱼类等生物的生存。

同时，金属腐蚀也会影响到建筑结构和交通设施的性能，危害道路安全和员工生命健康。

三、防止金属腐蚀的措施1. 表面镀层：在金属表面涂上难溶于水、耐酸碱的涂层，可以减缓腐蚀的速度。

例如，在汽车制造业中，钢铁表面镀上一层铬或镍，可以防止氧气和水溶解成的氧化物对金属的侵蚀。

2. 金属防护油：覆盖在金属表面的液态或涂料，可以隔绝空气中的氧气和水分，起到防腐作用。

比如，这种措施可以被用来防止钢铁腐蚀、保护铁制品长期保存。

3. 防腐合金：在合金中添加耐腐蚀的成分，例如铲铜合金、不锈钢等，提高耐腐蚀性能。

4. 电化学防腐：在金属表面涂上一层金属膜，在电化学反应中起到电极的保护作用。

例如，通过电镀发镀的方式，将带电离子的金属颗粒沉积在另一个金属表面上。

综上所述，金属腐蚀是一种自然现象。

我们可以采取各种措施来减缓腐蚀的速度和延长金属使用寿命。

拥有更好的防腐技能，不仅能延长金属的使用寿命，而且能改善人们的生活和环境。

防止金属锈蚀的方法
防止金属锈蚀的方法有以下几种：
1.镀层保护：在金属表面镀上防锈层，如镀锌、镀铬等。

这些镀层可以阻断金属与外界氧气、水分的接触，有效防止金属锈蚀。

2.喷涂保护：使用防锈漆或喷涂其他防腐涂料，形成一层保护膜，可隔绝金属与环境的接触，达到防锈的效果。

3.电化学保护：通过施加电流，将金属表面形成一层保护性氧化层，如阳极保护、阴极保护等。

4.合理选用金属：选择具有优良耐腐蚀性能的金属材料，如不锈钢、铜等。

5.控制环境条件：尽量避免金属暴露在潮湿、高温、高湿度、酸碱性强的环境中，这些环境容易使金属发生锈蚀。

6.定期维护：对金属表面进行定期清洁、除去锈迹，涂抹防锈剂或保养剂，保持金属表面的光洁与防护。

综上所述，通过镀层保护、喷涂保护、电化学保护、合理选用金属、控制环境条件和定期维护等方法可以有效防止金属锈蚀。

金属防腐处理方法一、金属的防护及保护方法（一）金属的防护针对金属腐蚀的原因采取适当的方法防止金属腐蚀，常用的方法有：1.改变金属的内部组织结构例如制造各种耐腐蚀的合金，如在普通钢铁中加入铬、镍等制成不锈钢。

2.保护层法在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而防止腐蚀。

如：（1）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。

（2）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。

这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。

（3）用化学方法使钢铁表面生成一层细密稳定的氧化膜。

如在机器零件、枪炮等钢铁制件表面形成一层细密的黑色四氧化三铁薄膜等。

3.电化学保护法利用原电池原理进行金属的保护，设法消除引起电化腐蚀的原电池反应。

电化学保护法分为阳极保护和阴极保护两大类。

应用较多的是阴极保护法。

4.对腐蚀介质进行处理消除腐蚀介质，如经常揩净金属器材、在精密仪器中放置干燥剂和在腐蚀介质中加入少量能减慢腐蚀速度的缓蚀剂等。

（二）电化学保护将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。

这种方法主要有以下两种：1.牺牲阳极保护法此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。

这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。

2.外加电流的保护法将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。

通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。

此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。

电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。

金属的腐蚀与电化学防护导语：当金属与周围的环境接触时，会发生腐蚀现象，破坏金属的性能与外观。

针对金属腐蚀问题，我们可以采取多种防护措施，其中电化学防护是一种有效的方式。

本文将探讨金属的腐蚀原理、腐蚀的分类以及电化学防护的原理和方法。

一、金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属与外界环境（如氧气、水、酸、碱等）发生化学反应而导致的金属表面的损失。

常见的金属腐蚀有钢铁的锈蚀、铝的氧化以及铜的氧化等。

金属腐蚀的过程可以简单概括为两个步骤：阳极反应和阴极反应。

阳极反应是金属离子的氧化过程，金属原子失去电子转变为阳离子；阴极反应则是物质还原的过程，物质从离子态回到中性态，同时获得电子。

二、金属腐蚀的分类根据金属腐蚀的性质和发生环境的不同，我们可以将金属腐蚀分为以下几类：1. 干腐蚀：即在无水环境下发生的金属腐蚀。

典型的例子是金属在干燥空气中发生氧化反应，形成氧化物。

2. 湿腐蚀：是在存在水分的环境中发生的金属腐蚀，水起到了催化剂的作用。

常见的湿腐蚀有金属在水中发生氧化反应以及在潮湿气候中发生氧化等。

3. 电化学腐蚀：是指金属腐蚀过程中涉及电化学反应的腐蚀类型，包括阳极溶解、阳极极化和阴极保护等。

三、电化学防护的原理和方法电化学防护的基本原理是通过改变金属与周围环境之间的电化学反应来减缓或抑制金属腐蚀的发生。

以下是一些常见的电化学防护方法：1. 阳极保护：通过在金属表面形成保护性的氧化膜，阻止金属表面的进一步腐蚀。

常见的例子包括金属的阳极氧化和镀层等。

2. 阴极保护：将金属表面连接到一个电源的负极，使金属处于阴极状态，从而减缓或抑制金属的腐蚀。

这常用于金属的阴极保护涂层、阴极保护电流等。

3. 缓蚀剂：缓蚀剂是一种可以在金属表面形成保护性膜的物质，能够减缓腐蚀的发生。

常见的缓蚀剂包括有机酸、缓蚀油等。

四、电化学防护的应用电化学防护广泛应用于金属材料的防腐领域，有效地减缓或抑制金属腐蚀的发生。

以下是电化学防护在实际应用中的一些例子：1. 阳极保护：在海洋工程中经常使用阳极保护技术来防止金属构件的腐蚀。

铁的生锈与防护铁的生锈与防护一、问题的提出：铁生锈，大家司空见惯。

但同样是铁制品，有的极容易生锈，有的却很难生锈。

比如放在潮湿的地方的铁制品很容易生锈，但放在干燥的地方的铁制品却不是很容易生锈；裸露在空气中的铁制品很容易生锈，但涂了油漆的或镀上了一些不易生锈的金属后的铁制品却不太容易生锈。

为什么会出现这种现象？铁生锈到底与哪些因素有关？二、问题假设：铁生锈与空气和水有关在潮湿的地方的铁器比干燥的地方的铁器更容易生锈是因为在潮湿的地方的铁器比干燥的地方的铁器更容易与水接触；而涂了油漆的铁制品不容易生锈则是因为油漆起到了隔绝空气中和水的作用。

而如果要减少铁的生锈，则可以从实验的结论出发，任意切断生锈条件中的一个便可。

如把铁上面涂上油漆，便切断了铁和空气的接触。

而把一些铁制品如菜刀等用完后擦干并放在干燥的地方，则可以切断铁和水的接触，从而防止铁制品生锈。

三、进行实验，查找资料：根据我们的假设，我们设计了如下实验：将一只较软的小塑料瓶中通入氧气，并且注入适量的蒸馏水，将一只被打磨光滑的铁钉的一部分浸在水中，一部分露出水面，将杯口盖住，待到铁生锈时若瓶变瘪则与氧气有关，若水面与氧气交界处锈蚀最快则是水与氧气共同作用的结果。

四、得出结论：因为铁的价电子速率可塑性较大，化学性质较活泼，所以铁较易与氧起反应。

自然界的铁一般都呈氧化状态，炼铁实际上是把氧化铁还原成铁。

铁能与纯氧剧烈反应，铁还能与潮湿空气中的氧缓慢地进行氧化反应--铁生锈。

铁在干燥的空气中不易生锈，浸在与大气隔绝的水中也不易生锈，而在潮湿的环境中很易生锈。

为什么？在潮湿的空气中，空气中的氧价和运转的速率较高，时常与水汽中的氧互换位置，刚从水汽中置换出来的氧速率不稳，瞬时还有单原子氧出现，有较强的氧化性能，其时，正好与铁的价和速率一致，所以很容易与铁化合，形成三氧化二铁。

三氧化二铁质地疏松吸潮，形成了铁生锈的恶性循环。

还有空气中的二氧化碳有少量能溶入水中，形成局部碳酸，与铁反应，这也是铁生锈的原因之一。