析氢腐蚀和吸氧腐蚀
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析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是金属在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的例子。
析氢腐蚀是指金属在酸性环境中发生的腐蚀,例如铁在酸性溶液中发生的腐蚀。
在这个过程中,铁失去电子形成亚铁离子进入电解质溶液,电子经过一段导体到达碳等不活泼电极,溶液中的氢离子结合电子生成氢气。
吸氧腐蚀是指金属在溶有一定量氧气的中性或弱酸性溶液中发生的腐蚀,例如钢铁在潮湿空气中的腐蚀。
在这个过程中,铁失去电子形成亚铁离子进入电解质溶液,电子经过一段导体到达碳等不活泼电极,溶液中的氧离子结合电子生成氧气。
通过观察虚拟仿真电化学装置可以观察到这两个过程的电子的得失及流动过程。
同时可以通过生活中的一些例子理解这两种腐蚀。
比如析氢腐蚀的一个例子是在氢脆化处理的铝制容器中放置硫酸,因为容器壁的铝能够与稀硫酸反应产生氢气,而氢气的存在会导致容器壁的铝发生析氢腐蚀。
而吸氧腐蚀的一个例子是钢铁生锈的过程,因为钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性,但溶有一定量的氧气,此时就会发生吸氧腐蚀,生活中的钢铁腐蚀主要是发生的吸氧腐蚀。
原电池吸氧腐蚀和析氢腐蚀
原电池是一种将化学能转化为电能的装置,它由两个不同金属和一个电解质组成。
在使用过程中,原电池可能发生吸氧腐蚀和析氢腐蚀,这会影响其性能和寿命。
吸氧腐蚀是指当原电池处于开路状态时,电解质中的氧气会与金属发生反应,导致金属表面产生氧化物。
这种腐蚀会降低原电池的电势差和电流输出,甚至导致电池失效。
为了避免吸氧腐蚀,可以在电池使用后及时加盐水或其他还原剂。
析氢腐蚀是指当原电池处于闭路状态时,电解质中的水分解产生氢气,并在金属表面析出。
这种腐蚀会导致金属表面出现气孔、气泡和裂纹,甚至引起电池爆炸。
为了避免析氢腐蚀,可以选择合适的金属材料和电解质,以及控制电流密度和电池温度。
总之,吸氧腐蚀和析氢腐蚀是原电池使用过程中需要注意的问题,正确的使用和维护可以延长电池寿命并保证其正常工作。
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原电池吸氧腐蚀和析氢腐蚀
原电池是一种由两种不同金属通过电解液相联系形成的电化学
系统。
在这种系统中,其中一种金属被氧化,另一种金属被还原,从而产生电能。
然而,当原电池处于开路状态时,金属表面会与电解液中的氧气和水分子发生反应,导致腐蚀现象的发生。
在原电池中,金属表面与氧气反应形成的氧化物称为吸氧腐蚀。
在这种腐蚀中,金属表面会被氧化,并且会形成一层氧化物覆盖在金属表面上。
吸氧腐蚀的程度取决于金属的活性和氧气的浓度。
例如,铁、镁和锌在氧气中容易吸氧腐蚀,而铜和铝则比较耐腐蚀。
与吸氧腐蚀不同的是,原电池中金属表面与水分子反应形成氢气的腐蚀称为析氢腐蚀。
在这种腐蚀中,金属表面与水分子反应形成氢气,并且在金属表面上形成小气泡。
析氢腐蚀的程度取决于金属的活性和水的浓度。
例如,锌和铝在酸性水中容易析氢腐蚀,而铜则比较耐腐蚀。
原电池吸氧腐蚀和析氢腐蚀都会导致金属表面的损失和腐蚀产
物的形成,从而影响到原电池的性能和寿命。
为了减少这种腐蚀,可以采取一些措施。
例如,可以在金属表面涂上一层保护膜,以防止金属表面与电解液发生反应。
此外,可以选择更耐腐蚀的金属材料,以延长原电池的使用寿命。
总之,原电池吸氧腐蚀和析氢腐蚀是原电池中常见的腐蚀现象。
了解这些腐蚀现象的原因和措施,对于保护原电池的性能和延长寿命非常重要。
金属的电化学腐蚀的实质是金属、金属中的杂质(或合金)与金属表面的水膜形成了无数微小的原电池,较活泼的金属作为负极,失去电子被氧化而发生腐蚀。
以钢铁在潮湿的空气中生锈威力,在潮湿的空气里,钢铁的表面会吸附一层薄薄得水膜,水膜里溶有CO2、SO2、H2S等气体,使水膜里含有一定量的H+,如果水膜的酸性较弱或呈中性,也会溶有一定量的氧气。
结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好构成原电池。
这些微小的原电池遍布钢铁的表面,在这些原电池里,铁是负极,碳是正极,因此,铁被氧化而生锈。
通常有两类腐蚀:
1、析氢腐蚀:若电解质溶液酸性较强,则发生析氢腐蚀。
负极:Fe—2e— = Fe2+ 正极:2H++2e—= H2↑
总:Fe+2H+=Fe2++H2↑
2、吸氧腐蚀:若电解质溶液酸性很弱或呈中性,则发生吸氧腐蚀。
负极:2Fe—4e— = 2Fe2+ 正极:2H2O+O2+4e— = 4OH—
总:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
Fe(OH)2继续与空气中的O2反应生成Fe(OH)3,再进一步形成铁锈(Fe3O4·H2O)铁锈稀松的覆盖在钢铁表面,不能阻止钢铁进一步被腐蚀。
吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。
纯铁的抗腐蚀能力很强。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的条件当负极与电解质溶液不反应时,会发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀①吸氧腐蚀:中性或弱酸性介质正极:2H2O +O2 +4e====4OH- 负极:Fe --- 2e ===Fe2+②析氢腐蚀: 酸性介质正极:2H+ + 2e ==== H2 负极:Fe --- 2e===Fe2+解释:①析氢腐蚀,在酸性较强的溶液中金属发生电化学腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
在钢铁制品中一般都含有碳。
在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。
②吸氧腐蚀是指金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化学腐蚀。
吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。
扩展资料:吸氧腐蚀是金属在空气中最普遍发生的一种腐蚀方式,在酸性、碱性和中性条件下都能发生作用。
发生机理是由于金属表面有水分,后通过原电池原理发生作用,使得金属(如:钢铁)被空气中的氧气腐蚀,产生生锈,由于此过程中需要消耗氧气,故名为:吸氧腐蚀或者耗氧腐蚀。
发生析氢腐蚀的体系标准电位很负的活泼金属大多数工程上使用的金属,如Fe正电性金属一般不会发生析氢腐蚀。
但是当溶液中含有络合剂时,正电性金属(如Cu,Ag)也可能发生析氢腐蚀。
⑴pH < 3时,阴极反应受活化极化控制。
⑵在弱氧化性和非氧化性酸溶液中,在反应速度不是很大时,阳极反应亦受活化极化控制。
⑶Fe在酸溶液中的腐蚀形态,一般是均匀腐蚀。
所以,Fe在酸溶液中的腐蚀可以当作均相腐蚀电极处理,作为活化极化控制腐蚀体系的典型例子。
1 阴极极化控制如Zn在稀酸溶液中的腐蚀。
因为Zn是高氢过电位金属,故为阴极极化控制。
其特点是腐蚀电位与阳极反应平衡电位靠近。
对这种类型的腐蚀体系,在阴极区析氢反应交换电流密度的大小将对腐蚀速度产生很大影响。
2 阳极极化控制只有当金属在酸溶液中能部分钝化,造成阳极反应阻力大大增加,才能形成这种控制类型。
有利于阳极钝化的因素使腐蚀速度减小。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别二者的腐蚀环境不同,一般来讲,析氢腐蚀的腐蚀环境是由含水、湿度高的空气组成,而吸氧腐蚀则是在大气中进行的。
1、析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别如果说有哪些金属容易发生析氢腐蚀,那么这个说法是对的,不过有的时候这个判断并不正确,因为有些材料,其他的条件都满足了,但是还是会产生析氢腐蚀。
例如在海水中工作的船舶,它们就很容易发生析氢腐蚀。
而有些材料,即使是在空气中也能发生析氢腐蚀。
析氢腐蚀在日常生活中比较少见,所以人们往往认为它只发生在不纯的物质中,或是没有干燥处理好的设备里。
而吸氧腐蚀则更常见,尤其是石油开采的地方,到处都有。
我们常见的不锈钢制品,其实就是不锈钢,也会发生吸氧腐蚀。
2、氢在钢中存在形态不同。
在海水中,水是分子,水分子与氢离子结合,形成氢分子,而且极不稳定,水分子互相碰撞而消失;在大气中,空气是无数分子的集合体,而且非常不稳定,因此经常会看到大量的水分子不停地碰撞而消失的情况,甚至许多分子相互接触而形成微尘状态。
根据分析,从腐蚀电池原理上分析,钢铁在含酸性物质的水溶液中比在空气中更容易受到腐蚀,主要原因是:析氢腐蚀的发生取决于氢离子的浓度,而且最低氢离子浓度要求为5×10^-4~5×10^-5 mol/L。
若水中含有2 mol/L的氢离子时,钢铁表面就开始出现钝化膜,使腐蚀减速,故通常把水中氢离子浓度作为衡量腐蚀程度的指标。
空气中,通常要求的氢离子浓度较小,约为0.01~0.03mol/L。
3、吸氧腐蚀和析氢腐蚀的形成条件也不相同。
吸氧腐蚀,指金属表面溶解氧浓度低于其钝化膜允许的氧浓度的条件下发生的腐蚀。
例如,海水中的Fe- 2×10-3~Fe- 4×10-2。
若温度较低, Fe表面发生析氢腐蚀的结果是Fe- 4×10-2转变为Fe。
吸氧腐蚀有两种情况,一种是在低于其电极电位的低氧化状态下发生的,称为欠氧化吸氧腐蚀;另一种是在高于其电极电位的过氧化状态下发生的,称为过氧化吸氧腐蚀。
吸氧腐蚀和析氢腐蚀的化学方程式
吸氧腐蚀和析氢腐蚀的化学方程式是最常见的氧化铝和析氢腐蚀形式,其中包括氧化铝溶液和析氢溶液。
它们都与金属有关,但是其中包含
的零件和材料差别很大。
吸氧腐蚀是利用酸性溶液中的氧化还原反应
来腐蚀金属表面,因而产生了氧化物。
而析氢腐蚀则是利用碱性溶液
引起的氢化反应来腐蚀金属表面,产生氢化物。
首先,吸氧腐蚀的化学方程式如下:4Fe(s) + 3O2(g) --> 2Fe2O3(s)。
在这个方程式中,4铁(s)和3氧气(g)反应,最终生成2铁的氧化物
Fe2O3(s)。
其次,析氢腐蚀的化学方程式如下:Al(s) + 2HCl(aq) --> AlCl3(aq) + H2(g)。
在这个方程式中,一份铝(s)和2份HCl(aq)反应,最终生成氯化铝(aq)和氢气(g)。
最后,通过以上介绍,可以得出以下结论:氧化腐蚀和析氢腐蚀是相
关的,但它们之间具有明显的差别。
吸氧腐蚀是利用氧化还原反应来
腐蚀金属表面,而析氢腐蚀则是利用氢化反应来腐蚀金属表面。
这两
种腐蚀过程对金属表面的影响都很大,有助于金属的老化和氧化。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的区别一般来说,在电化学腐蚀过程中,腐蚀质从电极的表面析出到形成电解液所消耗的能量叫做电化学腐蚀电池反应的自由能变化。
根据腐蚀产物的形态和腐蚀反应进行的方式不同,电化学腐蚀又分为:析氢腐蚀和吸氧腐蚀。
与此同时,腐蚀还会给金属材料造成机械损伤,甚至使金属材料被“破坏”,如晶粒粗大、脱落、孔隙增多等。
上述两种腐蚀相互交叉,互为因果,常常同时发生在金属或合金表面,是一种比较复杂的腐蚀现象。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀是钢铁设备及管道在各种腐蚀环境下经常出现的两种典型电化学腐蚀。
在析氢腐蚀和吸氧腐蚀的过程中,在电极和腐蚀介质的界面上,首先失去电子而成为阳极()析出电子,在电极反应的同时,腐蚀质从电极表面析出。
而且,腐蚀产物一般都有可燃性和还原性,对人体及生活区域构成威胁。
这两种腐蚀都有其缺点和优点,但都不是无限制地发展,需要寻找最适宜的条件,才能取得满意的效果。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀对于金属和合金而言,它们存在两个主要的区别:析氢腐蚀的速度很慢,导致电极反应的电化学过程具有选择性,在整个电极反应中,只有一部分电子转移到阴极和阳极,并伴随着析氢反应。
吸氧腐蚀的速度很快,导致电极反应的电化学过程具有高度的选择性,在整个电极反应中,几乎全部电子都被转移到阴极和阳极,伴随着吸氧反应。
也就是说,析氢腐蚀通常是非选择性的,而吸氧腐蚀则是非选择性的。
这就意味着,在电极表面会有电流密度,对于有一定负荷电阻的回路,可以完全阻止析氢反应。
然而,当电阻为零时,即进入了吸氧腐蚀,那么该电路的端电压几乎为零,很难实现电源开路,但总的电流很小,这就使得金属管道中没有析氢反应,防止腐蚀扩散。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀的第二个区别是在整个电极反应中,阳极的放电速率取决于回路电阻。
通常情况下,在较大电阻上的反应速率将大于在较小电阻上的反应速率。
析氢腐蚀和吸氧腐蚀有共同点,也有不同点。
与吸氧腐蚀相比,析氢腐蚀的速度更快;吸氧腐蚀虽然加快了腐蚀反应的速度,但是由于电极表面吸附氧,腐蚀反应的速度更慢。