金属电化学腐蚀基本原理
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金属电化学腐蚀的原理1 金属腐蚀的概述2 化学腐蚀与电化学腐蚀的比较名师提醒判断金属的腐蚀类型要从本质入手,化学腐蚀和电化学腐蚀的本质区别在于是否产生电流。
腐蚀过程中有微电流产生的为电化学腐蚀,否则为化学腐蚀。
3 金属的电化学腐蚀(1)以铜板上铁铆钉的电化学腐蚀为例进行分析如图1-4-2所示,在潮湿的空气中,铜板表面凝结有一层水膜,空气中的二氧化碳、二氧化硫或沿海地区空气中的氯化钠等物质都可能溶解到水膜中形成电解质溶液。
铜板和铁铆钉与电解质溶液互相接触形成原电池。
铁铆钉和铜板直接相连,铁原子又比铜原子容易失去电子,因此铁发生氧化反应成为负极反应物,电极反应为Fe-2e-===Fe2+。
铁原子失去的电子传递到铜板上,氧气在铜板上发生还原反应成为正极反应物。
图1-4-2知识链接Fe在发生电化学腐蚀时只能被氧化为Fe2+,可利用K3[Fe(CN)6]溶液(黄色)检验Fe 电极附近溶液中的Fe2+,Fe2+与K3[Fe(CN)6]溶液反应生成KFe[Fe(CN)6]沉淀(带有特征蓝色)。
上述反应的离子方程式为Fe2++K++[Fe(CN)6]3- ==KFe[Fe(CN)6]↓。
(2)电化学腐蚀的分类根据电解质溶液的酸碱性不同,金属的电化学腐蚀分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
①吸氧腐蚀在通常情况下,水膜酸性不强,铜板上主要发生水膜中溶解的氧气被还原的反应,这种腐蚀过程中,环境消耗的物质主要是氧气,铁生成含氧化合物,因此这种腐蚀称为“吸氧腐蚀”。
其反应如下:负极:2Fe-4e-===2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-===4OH电池反应:2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2氢氧化亚铁具有强还原性,能与潮湿空气中的水和氧气反应生成氢氧化铁,氢氧化铁进一步转化为铁锈(主要成分为Fe2O3·n H2O)。
即:4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)32Fe(OH)3===Fe2O3·n H2O+(3-n)H2O②析氢腐蚀在水膜酸度较高的特殊环境(如某些工厂附近的酸性气氛)中,正极反应可能主要是H+被还原成氢气而析出,这时所发生的腐蚀称为“析氢腐蚀”。
金属电化学腐蚀基本原理
金属电化学腐蚀是指金属与环境中的化学物质发生反应而遭受损害的过程。
其基本原理可以概括为以下几点:
1. 金属的电化学性质:金属具有导电性质,其内部存在自由电子,可以形成电流。
不同金属的电化学性质有所差异,会影响金属的耐腐蚀性能。
2. 电化学反应:金属腐蚀主要是通过电化学反应进行的。
在电解质溶液中,金属表面会发生氧化和还原反应。
这些反应中,金属作为阴极或阳极参与电子传递过程,从而导致金属的腐蚀。
3. 电化学腐蚀过程:在电解质溶液中,当金属表面存在局部缺陷(如划痕、裂缝等)时,就会形成阳极和阴极的区域差异。
阳极区域发生氧化反应,金属通过失去电子被溶解成阳离子进入溶液中;而阴极区域则发生还原反应,一些物质被还原成金属。
在这个过程中,金属的一部分被腐蚀,组成金属的原子被离子替代,最终导致金属的损坏。
4. 影响腐蚀速率的因素:金属电化学腐蚀速率受多种因素影响,包括溶液中的电导率、氧含量、温度等。
此外,金属的合金成分、微观结构和表面处理等也会对腐蚀速率产生影响。
5. 防腐措施:为了减缓金属电化学腐蚀的发生,可以采取多种防腐措施,例如使用防腐涂层、合金化、电镀、阳极保护等方法,以提高金属的耐腐蚀性能。
金属电化学腐蚀原理
金属电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生的一种电化学反应,其原理是由于金属表面形成的氧化物、氢氧化物或其他化合物的形成,导致金属表面产生了电位差。
当金属表面与电解质溶液接触时,溶液中的电解质分子会发生电离,产生正负电离子,形成一个电化学双电层结构。
金属表面上的阳离子会向外析出电子,并与溶液中的阴离子结合形成金属离子,也就是金属的腐蚀过程。
同时,金属表面得到电子而产生负电荷,表面会形成氢氧化物或其他被氧化的产物。
这些氧化物或氢氧化物会形成保护膜,阻碍氧化反应的继续进行。
但如果膜被破坏或维持环境条件变化,就会导致电化学腐蚀加剧。
因此,控制环境条件和加入抑制剂以防止腐蚀是防止金属电化学腐蚀的一种方式。