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知识点总结3 金属的腐蚀与防护知识点总结三·金属的腐蚀与防护知识点1·金属的腐蚀1. 金属腐蚀的概念（1）金属的腐蚀是指金属或合金与身边环境中的物质发生化学反应而腐蚀损耗的现象。
（2）金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化的过程，M -ne - === M n+（M 表示金属）（3）金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀表1 化学腐蚀与电化学腐蚀2. （1）化学腐蚀：4Fe + 3O 2 + 2nH 2O === 2Fe 2O 3·nH 2O （2）电化学腐蚀：吸氧腐蚀和析氢腐蚀① 吸氧腐蚀通常事情下，在潮湿的空气中，钢铁的表面凝聚了一层溶有氧气的水膜，这层水膜、铁和铁中存在少量碳单质形成了无数弱小的原电池。
这些弱小的原电池遍布钢铁表面。
当身边环境呈若酸性或中性时，发生“吸氧腐蚀”。
负极：；正极：。
总反应：。
上述电化学腐蚀中汲取氧气，故称为吸氧腐蚀。
② 析氢腐蚀当钢铁表面水膜呈较强的酸性时，正极析出氢气发生“析氢腐蚀” 负极：；正极：。
总反应：。
上述电化学腐蚀会生成氢气，故称为析氢腐蚀。
（3）铁锈的生成铁锈的要紧成分：Fe 2O 3·nH 2O钢铁在中性或弱酸性条件下发生吸氧腐蚀后，生成的氢氧化亚铁会进一步被O 2氧化，生成氢氧化铁，氢氧化铁部分脱水生成Fe 2O 3·nH 2O （铁锈的要紧成分）。
要紧的化学方程式： 4Fe(OH)2+ 2H 2O+O 2==4Fe(OH)32Fe(OH)3== Fe 2O 3 · nH 2O+(3-n)H 2O知识点2·金属的防护1. 金属防护的原理金属腐蚀的实质是金属原子失去电子被氧化的过程。
防止金属被腐蚀，算是阻断金属发生氧化反应的途径。
2. 金属防护的常用办法：（1）改变金属组成或结构如：将铬、镍加入一般钢里制成别锈钢。
（2）在金属表面覆盖爱护层原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。
化学反应速率公式：ν=tc∆∆ 单位：mol·L -1·s -1 mol·L -1·min -1 平均反应速率 不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比)()(气气nY mX + )()(气气qW pZ +一．影响化学反应速率的条件对速率这部分内容，常用的一条规律是：同一化学反应的速率可以用不同的物质来表示，其数值可能不同，但意义可以一样；并且用不同物质表示的化学反应速率之比等于方程式中相应计量数之比。
另外，对于可逆反应，条件改变对速率的影响总是同方向的，V 正和V 逆的变化是增大都增大，减小都减小，决不会一个增大一个减小。
影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，但可以发生变化的是外界因素，常有如下方面： 1、浓度在其他条件不变时，增大反应物的浓度，会使单位体积所含活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快；减少反应物浓度，会使单位体积所含活化分子数减少，有效碰撞次数减少，反应速率减小。
2、压强在其他条件不变时，对于有气体参加的化学反应，增大压强，相当于增大气体浓度，反应速率加快；减小压强，相当于减小气体浓度，反应速率减小。
注意：对于参加反应的固体、液体或溶液，由于改变压强，对它们的浓度改变很小，可以认为它们的反应速率与压强无关。
对于气体反应体系，有以下几种情况：（1）恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率加快。
（2）恒容时：①充入气体反应物浓度增大总压增大速率加快②充入“惰气”总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。
（3）恒压时：充入“惰气”体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢。
总之，压强改变，若引起浓度改变，速率则改变。
3、温度在其他条件不变时，温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2—4倍。
4、使用催化剂能改变化学反应的途径，使原来难以进行的化学反应分成几步易进行的反应，从而大幅度改变了化学反应的速率。
恒电量法测腐蚀的原理及应用温和北京石油化工学院机械工程学院储091，学号090627摘要这篇文章旨在介绍恒电量法测量腐蚀速率的原理、发展历程及其应用，并在介绍过程中于其它电化学方法在原理、优缺点和技术要求上作比较。
恒电量法测量腐蚀速率克服了其他电化学法的困难，其测量腐蚀速率的快速、断电测量优点被广泛接受。
这篇文章介绍了它被用于快速评价酸性缓蚀剂和测量钢筋在混凝土中的腐蚀速率。
其优点得到充分体现。
关键词：恒电量法；线性极化法；腐蚀速率；缓蚀剂；钢筋混凝土腐蚀给国民经济带来的巨大经济损失已经引起人们的重视。
据有关的统计数据显示, 每年由于金属腐蚀使大约10% ~ 20%的金属损失掉, 这对能源和资源来说都是一种极大的浪费。
同时也严重影响生产工作。
严重腐蚀的设备或者是未被检测出的腐蚀设备会给生产造成严重损失。
我们通过对金属的腐蚀速度的检测获知金属腐蚀性特征，从而更好地防护。
金属腐蚀多为电化学腐蚀，所以我们通常可用电化学法测量金属腐蚀速率。
电化学法测腐蚀速率包含以下几种：稳态极化曲线法，暂态线性极化法和充电曲线法，交流阻抗技术，微分极化电阻法，恒电量法，电位衰减曲线直接求Icorr法。
1.原理极化曲线法测定腐蚀速度, 是最早的测腐蚀速度的方法。
也是技术发展比较成熟的方法。
是在1957年由Stern和Geary提出。
在下列几点假设下，即：腐蚀电位和腐蚀过程的一对共轭反应的平衡电位相隔甚远，局部阳极过程和局部阴极过程皆受电化学极化控制，溶液的电阻忽略不计，金属遭受的事均匀腐蚀，Stern和Geary推导出腐蚀电流和极化电阻间的定量关系式：式中：Icorr=腐蚀电流Rp=极化电阻βａ、βｃ=局部阳极和局部阴极反应的塔菲尔常数从方程式（1）计算Icorr时，显然需要知道R p和βa、βc。
线性极化技术测量βa、βc和准确地测量R p是有困难的。
这是因为：(1) 在高阻溶液中, 需要进行溶液欧姆压降的校正；(2) 线性极化技术不能测出βａ和βｃ；(3) 腐蚀电位飘移给测试带来困难。
最大腐蚀速度计算公式为vmax =h/t。
(1)式中, vmax为最大腐蚀速度; h 为最大腐蚀孔深度; t 为埋藏年限。
采用深度计测量接地体上h ,精确到0101 mm。
为了测量试件上最大深度,至少要测量5 个最深的孔,每一腐蚀坑测量3 次,取其平均值,然后利用式(1) 计算接地体的vmax 。
接地体原始重量则根据接地体的体积和密度进行计算,原始重量与除锈后的称重之差即为接地体的腐蚀失重。
对于金属全面腐蚀的程度的判定包括腐蚀前后重量变化和厚度(深度) 变化表示的腐蚀率。
金属局部腐蚀表现为孔蚀,孔蚀在小孔部位反映出腐蚀深度的变化,其他部位基本没有变化,金属损失很小,而引起破坏事故的往往是最深的孔[14 ] ,所以用最大腐蚀速度判定局部腐蚀。
以腐蚀重量变化表示的腐蚀率是单位时间内被腐蚀物的单位面积上因腐蚀引起的重量变化,称为平均腐蚀率。
其计算公式为Ra =Δm/A t。
式中, Ra 为平均腐蚀率; A 为试件曝露面积;Δm 为质量损失。
以腐蚀深度表示的腐蚀率是在单位时间内被腐蚀金属的厚度变化,称为深度腐蚀率。
其计算公式为Rh =Δm/dA t。
式中, Rh 为深度腐蚀率; d 为材料密度。
采用孔蚀因素α评价接地体的腐蚀不均匀程度, α越大,腐蚀的不均匀性愈高。
其中α= vmax / Rh 。
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第4章腐蚀动⼒学第四章电化学腐蚀动⼒学－1§4—1 电化学腐蚀速度与极化从热⼒学出发所建⽴起来的电位——pH图只能说明⾦属被腐蚀的趋势，但是在实际中需要解决的问题是腐蚀速度。
⼀. 腐蚀速度。
腐蚀速度的表⽰⽅法有三种。
1. 重量法：⽤腐蚀前后重量变化（只⽤均匀腐蚀，⾦属密度相同）增重法：V+ =(W1-W0)/S0t (g/m2h)失重法：V-=(W0-W1)/S0t (g/m2h)式中：W0——式样原始重量。
W1——腐蚀后的重量（g,mg）S0——经受腐蚀的表⾯积(m2) t——经受腐蚀的时间（⼩时）2. 腐蚀深度法（均匀腐蚀时，⾦属密度不同）可⽤此法表⽰。
D深=V±/d =(W1-W0)/S0td (mm/年) 式中d为⾦属密度⼒学（或电阻）性能变化法。
（适⽤于晶间腐蚀，氢腐蚀等）Kσ=（σbo-σbˊ）/σbo×100% K R =(R1-R0)/R0×100%σbo,R0——式样腐蚀前的强度和电阻σbˊ,R1——式样腐蚀后的强度和电阻3. ⽤阳极电流密度表⽰V¯=Icorr×N/F =3.73*10¯4 Icorr×N (g/m2h)F——法拉第常数96500KN——⾦属光当量=W/n =⾦属原⼦量/⾦属离⼦价数⼆. 极化上⼀章讨论了⾦属电化学腐蚀的热⼒学倾向，并未涉及腐蚀速度和影响腐蚀速度的因素等⼈们最为关⼼的问题。
电化学过程中的极化和去极化是影响腐蚀速度的最重要因素，研究极化和去极化规律对研究⾦属的腐蚀与保护是很重要的。
⾦属受腐蚀的趋势⼤⼩是由其电极电位决定的，将两块不同⾦属置于电解质中，两个电极电位之差就是腐蚀原动⼒。
但是这个电位差数值是不稳定的，当电极上有电流流过时，就会引起电极电位的变化。
这种由于有电流流动⽽造成电极电位变化的现象称为电极的极化。
电极的极化是影响腐蚀速度的重要因素之⼀。
（⼀）极化现象。
金属的电化学腐蚀与防护1.了解金属腐蚀及其危害。
2．能理解金属电化学腐蚀的原因，能正确书写析氢腐蚀和吸氧腐蚀的电极反应式和总反应式。
3．了解金属防护方法，特别是金属的电化学防护。
1．金属的电化学腐蚀(1)金属腐蚀：金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。
(2)化学腐蚀：金属与接触到的干燥气体(如O2、Cl2、SO2等)或非电解质液体(如石油)等直接发生化学反应而引起的腐蚀。
(3)金属的电化学腐蚀①定义：不纯的金属与电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化。
如钢铁在潮湿的空气中生锈。
②类型a．析氢腐蚀(酸性较强的溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：2H＋＋2e－===H2↑，总方程式：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。
b．吸氧腐蚀(碱性、中性或弱酸性溶液)负极：Fe－2e－===Fe2＋，正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－，总方程式：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2。
Fe(OH)2继续与空气中的氧气作用：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
铁锈的主要成分是 Fe2O3·x H2O，不能(填“能”或“不能”)阻止钢铁继续被腐蚀。
2．金属的电化学防护(1)牺牲阳极阴极保护法在被保护的钢铁设备上装上比铁活泼的镁合金或锌块，它们作为原电池的负极(或阳极)钢铁设备作为正极(或阴极)被保护下来。
(2)外加电流的阴极保护法将被保护的钢铁设备作为阴极，用惰性电极作辅助阳极，在外加直流电源的作用下使阴极得到保护。
[新知探究]钢铁吸氧腐蚀和析氢腐蚀的比较分类析氢腐蚀吸氧腐蚀形成条件水膜酸性较强水膜酸性极弱或呈中性电极反应负极Fe－2e－===Fe2＋2Fe－4e－===2Fe2＋正极2H＋＋2e－===H2↑2H2O＋O2＋4e－===4OH－总反应Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2，4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3腐蚀速度一般较快一般较慢相互关系析氢腐蚀和吸氧腐蚀同时发生，金属的腐蚀以吸氧腐蚀为主，吸氧腐蚀比析氢腐蚀普遍[名师点拨]金属腐蚀快慢的判断方法(1)在同一电解质溶液中：电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防护措施的腐蚀。
