金属的腐蚀与防护:第6章 电化学保护
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第六章化学反应与能量李仕才第三节电解池金属的电化学腐蚀与防护考点三金属的腐蚀与防护1.金属的腐蚀(1)概念:金属的腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的化学物质发生化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)本质:金属失去电子而被损耗,M-ne-===M n+(M表示金属),发生氧化反应。
(3)类型①化学腐蚀与电化学腐蚀②析氢腐蚀与吸氧腐蚀以钢铁的腐蚀为例进行分析:铁锈的形成:4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3,2Fe(OH)3===Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O。
2.金属的保护判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.干燥环境下金属不被腐蚀。
( ×)2.Al、Fe、Cu在潮湿的空气中腐蚀均生成氧化物。
( ×)3.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe-3e-===Fe3+。
( ×)4.镀铜铁制品镀层受损后,铁制品比镀铜前更容易生锈。
( √)5.在潮湿空气中,钢铁表面形成水膜,金属发生的一定是吸氧腐蚀。
( ×)6.外加电流的阴极保护法是将被保护金属接在直流电源的正极。
( ×)7.在船体外嵌入锌块,可以减缓船体的腐蚀,属于牺牲阴极的保护法。
( ×)1.金属的腐蚀主要分为化学腐蚀和电化学腐蚀,其中以电化学腐蚀为主。
2.钢铁发生电化学腐蚀时,负极铁失去电子生成Fe2+,而不是生成Fe3+。
3.铜暴露在潮湿空气中发生的是化学腐蚀,而不是电化学腐蚀,生成铜绿的化学成分是Cu2(OH)2CO3。
一、金属的腐蚀与防护1.下列与金属腐蚀有关的说法,正确的是( )A .图1中,铁钉易被腐蚀B .图2中,滴加少量K 3[Fe(CN)6]溶液,没有蓝色沉淀出现C .图3中,燃气灶的中心部位容易生锈,主要是由于高温下铁发生化学腐蚀D .图4中,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块相当于原电池的正极 解析:A 项,图1中,铁钉处于干燥环境,不易被腐蚀;B 项,负极反应为Fe -2e -===Fe 2+,Fe 2+与[Fe(CN)6]3-反应生成Fe 3[Fe(CN)6]2蓝色沉淀;D 项,为牺牲阳极的阴极保护法,镁块相当于原电池的负极。
金属的腐蚀与防护篇一:金属的电化学腐蚀与防护知识点[知识分类和归纳]一、金属的电化学腐蚀1.金属的腐蚀(1)概念金属或合金与周围材料的反应造成的损失现象。
(2)精髓金属原子电子变成阳离子的过程.即金属发生了反应.(3)类型根据与金属的区别,它可以分为腐蚀和腐蚀2.化学腐蚀金属与干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)直接接触造成的腐蚀3.电化学腐蚀(1)概念当不纯金属与电解液接触时,它会发生反应,活性较高的金属会失去电子并被氧化。
(2)分类以钢铁的腐蚀为例【问题探索】将纯铁放入稀H2SO4中是否会发生析氢腐蚀?提示:不是.析氢腐蚀是指不纯的金属(或合金)接触到酸性较强的电解质溶液所发生的原电池反应而引起的腐蚀,纯铁与稀h2so4发生的是化学腐蚀.二、金属保护1.改变金属内部组织结构如制成等.2.在金属表面加保护层如在金属表面喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化等方法.3.电化学保护(1)牺牲阳极阴极保护原理被保护的金属上连接一种更的金属,被保护的金属作原电池的极.(2)外加电流的阴极保护法――原理受保护的金属连接到电源的电极,并充当电解槽的电极【自我诊断训练】1.(2022福建高三质检)打开右图所示装置中的止水夹,一段时间后,可能观察到的现象为()a.烧杯中有气泡产生b.试管内有黄绿色气体产生c.铁丝网的表面产生锈迹d.烧杯内溶液变红色2.在以下关于金属腐蚀的描述中,正确的描述是()a.金属被腐蚀的本质是m+nh2o===m(oh)n+n/2h2↑b.马口铁(镀锡铁)镀层破损后,首先是镀层被氧化c.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀d.常温下,置于空气中的金属主要发生化学腐蚀3.如图所示,铁块腐蚀速率的正确顺序为()a.ⅰ>ⅱ>ⅲb.ⅰ>ⅲ>ⅱc.ⅱ>ⅰ>ⅲd.ⅱ>ⅲ>ⅰ4.以下关于钢制品防腐的陈述是正确的()a.在铁门、铁窗表面涂上油漆b、由于采用了保护涂层或电镀等防腐措施,自行车的所有部件都不需要停放在防雨的地方。
金属的电化学腐蚀与防护方法金属在我们的日常生活和工业生产中无处不在,从建筑结构到交通工具,从电子设备到医疗器械。
然而,金属面临着一个普遍而严重的问题——电化学腐蚀。
这一现象不仅会导致金属材料的性能下降,缩短其使用寿命,还可能引发安全隐患和巨大的经济损失。
因此,了解金属的电化学腐蚀原理以及掌握有效的防护方法至关重要。
一、金属电化学腐蚀的原理要理解金属的电化学腐蚀,首先需要了解一些基本的电化学概念。
电化学腐蚀本质上是一个氧化还原反应,涉及到电子的转移。
当金属暴露在电解质溶液(如潮湿的空气、海水等)中时,金属表面会形成无数微小的原电池。
以铁为例,在潮湿的空气中,铁表面吸附的水膜会溶解氧气和二氧化碳等气体,形成电解质溶液。
铁中的杂质(如碳)与铁本身形成了许多微小的电极。
铁原子失去电子变成亚铁离子进入溶液,发生氧化反应:Fe 2e⁻=Fe²⁺。
而在另一些区域,氧气得到电子发生还原反应:O₂+ 2H₂O + 4e⁻= 4OH⁻。
这样,电子从铁原子转移到氧气,形成了电流,导致铁不断被腐蚀。
不同的金属在电化学序列中的位置不同,其活泼性也不同。
位置越靠前的金属,越容易失去电子发生氧化反应,也就越容易被腐蚀。
例如,锌比铁活泼,在锌铁原电池中,锌会优先被腐蚀,从而保护了铁,这就是常见的牺牲阳极的阴极保护法的原理。
二、金属电化学腐蚀的类型1、析氢腐蚀在酸性较强的环境中,金属发生电化学腐蚀时,氢离子在阴极得到电子生成氢气,这种腐蚀称为析氢腐蚀。
例如,铁在酸性溶液中的腐蚀:阳极(Fe):Fe 2e⁻= Fe²⁺阴极(杂质):2H⁺+ 2e⁻= H₂↑2、吸氧腐蚀在中性或弱酸性环境中,金属发生电化学腐蚀时,氧气在阴极得到电子,与水共同作用生成氢氧根离子,这种腐蚀称为吸氧腐蚀。
如铁在潮湿空气中的腐蚀:阳极(Fe):Fe 2e⁻= Fe²⁺阴极(杂质):O₂+ 2H₂O + 4e⁻= 4OH⁻三、金属电化学腐蚀的影响因素1、金属的本性不同的金属在相同的环境中,其腐蚀速率往往不同。
金属的电化学腐蚀与防护姓名:学号:摘要:腐蚀现象都是由于金属与一种电解质(水溶液或熔盐)接触,因此有可能在金属/电解质界面发生阳极溶解过程(氧化)。
这时如果界面上有相应的阴极还原过程配合,则电解质起离子导体的作用,金属本身则为电子导体,因此就构成了一种自发电池,使金属的阳极溶解持续进行,产生腐蚀现象。
关键词:电化学腐蚀原理局部腐蚀防护与应用Summary: Decay phenomena to all contact a kind of electrolyte(aqueous solution or Rong salt) because of metal, therefore probably take place in metal/electrolyte interface anode deliquescence process.(oxidize)At this time if there is homologous cathode on the interface restoring a process match, the electrolyte then contains the function of ion conductor, metal then is electronics conductor, therefore constituted a kind of self-moving battery, make the metal anode deliquescence keeps on carrying on, the creation decays a phenomenon. Keyword:Give or get an electric shock chemistry corrosion principle the crystal decay the even corrosion decays protection and application to plate 1 F in response to the dint anode protection引言:。
金属的腐蚀与保护技术金属在环境中使用过程中,往往会受到腐蚀的影响,导致其性能和寿命的损失。
因此,研究金属腐蚀的原因和探索保护技术,对于延长金属的使用寿命、降低维护成本具有重要意义。
本文将介绍金属的腐蚀机理以及常用的腐蚀保护技术。
一、金属腐蚀的机理金属的腐蚀主要是指金属与周围环境发生的化学反应。
常见的金属腐蚀形式包括电化学腐蚀、物理腐蚀和化学腐蚀。
1. 电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属与电解质溶液中的离子发生的化学反应。
金属在电解质中形成了无数的阳极和阴极,并在阳极发生氧化反应,产生金属离子;而在阴极则发生还原反应。
金属的电位差越大,它的腐蚀越容易发生。
2. 物理腐蚀物理腐蚀主要是指金属表面受到物理因素的破坏,例如磨擦、疲劳、冲蚀等。
这种腐蚀形式没有电化学反应的参与,但会导致金属表面的破损和脱落。
3. 化学腐蚀化学腐蚀是指金属与一些酸、碱、盐等化学物质之间发生的化学反应。
这种腐蚀形式通常与金属表面发生的氧化反应有关,例如金属的锈蚀和氢腐蚀等。
二、金属腐蚀的保护技术为了延长金属的使用寿命,减少腐蚀带来的损失,人们开发了许多金属腐蚀的保护技术。
以下是几种常见的腐蚀保护技术。
1. 表面涂覆技术表面涂覆技术是通过在金属表面形成一层保护膜,阻隔金属与外界环境的接触,从而起到防腐和抗腐蚀的作用。
常用的表面涂覆技术包括喷涂、电镀、热浸镀等。
2. 防护涂层技术防护涂层技术是通过在金属表面形成一层具有阻隔和吸附能力的涂层,来保护金属免受腐蚀的影响。
这种技术可以减少金属与外界环境的直接接触,使金属表面得到更好的保护。
3. 金属合金技术金属合金技术是通过将金属与其他元素或化合物进行合金化处理,改变金属的结构和性能,从而提高金属的抗腐蚀性能。
常见的金属合金技术包括不同金属的合金化、金属与非金属化合物的合金化等。
4. 电化学保护技术电化学保护技术是通过改变金属的电位和电流分布,降低金属腐蚀的速率。
常见的电化学保护技术包括阴极保护和阳极保护。
电化学腐蚀与防护知识讲解电化学腐蚀与防护是关于金属材料在电解质溶液中遭受腐蚀的一门学科。
电化学腐蚀是指金属在电解质中发生氧化或还原反应,从而造成金属表面的损坏。
在现实生活和工业生产中,电化学腐蚀是一个严重的问题,会导致设备的损坏、金属结构的衰退以及经济损失。
因此,了解电化学腐蚀的机理以及相应的防护措施显得尤为重要。
电化学腐蚀的机理主要涉及三个基本要素:金属、电解质和电流。
当金属与电解质接触并通电时,金属表面会发生氧化或还原反应。
这些反应产生的电流会通过电解质传递,导致金属表面的原子或离子发生变化,从而引起腐蚀。
在电化学腐蚀过程中,有两个重要的反应:阳极反应和阴极反应。
阳极反应是指金属表面的原子或离子失去电子并进入电解质中,从而形成阳极溶解。
阴极反应则是指电解质中的氧气或水接受电子并与金属表面的离子结合,从而形成阴极还原。
这两个反应共同作用,加速了金属的腐蚀过程。
为了防止电化学腐蚀,人们采取了各种防护措施。
其中最常见的方法是使用保护涂层。
保护涂层可以阻隔金属与电解质的直接接触,减少氧气和水分子进入金属表面的机会,从而降低了腐蚀的速度。
常见的保护涂层材料包括有机涂料、无机涂料和金属涂层。
有机涂料一般用于室温下的腐蚀防护,而无机涂料和金属涂层则适用于高温和腐蚀性环境下的防护。
除了保护涂层,还有其他的防护方法可以应用于电化学腐蚀。
例如,可以通过电化学方法来保护金属。
电化学保护是利用外加电流来抵消电化学腐蚀反应,从而保护金属不受腐蚀。
这种方法常常用于防护埋地管道和水下设备。
另外,还可以采用合金化、电镀和阳极保护等方法来提高金属的抗腐蚀性能。
还需要注意一些因素来预防电化学腐蚀。
例如,要控制电解质的浓度和温度,避免过高的浓度和温度加速腐蚀的发生。
电化学腐蚀与防护是一个重要的学科,关乎到工业生产和设备的正常运行。
了解电化学腐蚀的机理和防护措施对于保护金属材料的完整性和延长使用寿命至关重要。
通过合理的防护措施和预防措施,可以有效地减少电化学腐蚀的发生,降低经济损失。
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。
金属的电化学腐蚀与防护知识与技能目标(1)知道金属腐蚀的两种类型(化学腐蚀和电化学腐蚀)。
(2)能解释金属发生电化学腐蚀的原因,认识金属腐蚀的危害。
(3)掌握化学腐蚀与电化学腐蚀的比较 (4)掌握影响金属腐蚀快慢的比较 一、金属的电化学腐蚀 (一)金属腐蚀:1、定义:是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。
2、本质:M – ne- → Mn+(氧化反应)3、类型:化学腐蚀——直接反应 电化学腐蚀——原电池反应 (二)化学腐蚀1、定义:金属与接触到的干燥气体(如 、 、 等)或非电解质液体(如 )等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
如:钢管被原油中的 腐蚀,2、影响因素:与接触物质的氧化性越强、温度越高,化学腐蚀越 。
(三)电化学腐蚀:1、定义:不纯的金属跟电解质溶液接触时。
会发生 反应 的金属失去电子而被 。
如 在潮湿的空气中生锈。
[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2、类型:⑴ 吸氧腐蚀:中性或酸性很弱或碱性条件下,易发生 腐蚀。
负极:2Fe - 4e- = 2Fe 2+正极:O 2 + 2H 2O + 4e-= 4OH -电池反应:2Fe+ O 2 +2 H 2O =2Fe(OH)2 进一步反应:4Fe(OH)2 +O 2 + 2H 2O = 4 Fe(OH)32Fe(OH)3+ x H 2O =Fe 2O 3·xH 2O+3 H 2O ⑵析氢腐蚀:当钢铁处于酸性环境中 负极:Fe - 2e - = Fe 2+正极:2H ++ 2e- =H 2↑电池反应:Fe + 2H +=Fe 2++ H 2↑食盐水 浸泡过 的铁钉⑶析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条 件 水膜呈 水膜呈负极(Fe 极)电极反应正极(C 极)总反应联系3、化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:例1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉,放置数天观察:⑴若液面上升,则溶液呈 性, 发生 腐蚀,电极反应式为:负极: 正极:⑵若液面下降,则溶液呈 性,发生 腐蚀, 电极反应式为:负极: 正极:例2、钢铁在锈蚀过程中,下列5种变化可能发生的是 ( ) ①Fe 由+2价转化为+3价 ②O 2被还原 ③产生H 2 ④F e (O H )3失水形成Fe 2O 3·H 2O ⑤杂质碳被氧化除去A . ①②B . ③④C . ①②③④D . ①②③④⑤ 二、金属的电化学防护 1、牺牲阳极的阴极保护法原电池的负极(阳极)的金属被腐蚀原电池的正极(阴极)的金属被保护⑴原理:形成原电池反应时,让被保护金属做 极,不反应,起到保护作用;而活泼金属反应受到腐蚀。