腐蚀电化学常规测量方法讲义

高考化学—-电化学腐蚀—-讲义(1)对同一电解质溶液来说,腐蚀速率的快慢:电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀。

(2)对同一金属来说,在不同溶液中腐蚀速率的快慢:强电解质溶液中>弱电解质溶液中＞非电解质溶液中。

(３)活动性不同的两种金属,活动性差别越大,腐蚀速率越快。

(4)对同一种电解质溶液来说,电解质浓度越大,金属腐蚀越快。

两种保护方法的比较外加电流的阴极保护法保护效果大于牺牲阳极的阴极保护法。

例题解析1、如图所示,各烧杯中盛有海水,铁在其中被腐蚀的速度由快到慢的顺序为A。

②①③④⑤⑥B。

⑤④③①②⑥Ｃ、⑤④②①③⑥D。

⑤③②④①⑥2、利用如图装置探究铁在海水中的电化学防护,下列说法不正确的是Ａ、若X为锌棒,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀B、若X为锌棒,开关Ｋ置于Ｍ处,铁电极的反应:Fe−2e−Fｅ2+C、若Ｘ为碳棒,开关Ｋ置于N处,可减缓铁的腐蚀D。

若Ｘ为碳棒,开关K置于Ｎ处,铁电极的反应:2Ｈ+＋2e−H２↑3、利用如图装置进行实验,开始时,左右两管液面相平,密封好,放置一段时间、下列说法正确的是A、左管中O２得到电子,右管中H+得到电子B。

一段时间后,左管液面低于右管液面C、a、b两处具有相同的电极反应式:Fｅ−3e−Fe３＋D、ａ处溶液的pH增大,b处溶液的pH减小4、铜板上铁铆钉长期暴露在潮湿的空气中,形成一层酸性水膜后铁铆钉会被腐蚀,示意图如图所示。

下列说法不正确的是A、因铁的金属性比铜强,因此铁铆钉被氧化而腐蚀Ｂ、若水膜中溶解了ＳＯ2,则铁铆钉腐蚀的速率变小C、铜极上的反应是2H++2ｅ−H２↑、O2+4e−+4H+2H2OD、在金属表面涂一层油脂,能防止铁铆钉被腐蚀巩固练习1、[20１9江苏]［双选］下列说法正确的是A、反应N2(g)＋３H２(g)２NＨ3(g)的ΔＨ< 0,ΔS >0Ｂ、地下钢铁管道用导线连接锌块能够减缓管道的腐蚀Ｃ。

利用电化学法测定材料腐蚀速率的实验技巧Introduction材料腐蚀是一种常见问题，对于各个领域的材料应用都具有重要意义。

因此，准确测定材料的腐蚀速率对于材料科学和工程来说至关重要。

电化学法作为一种常用的测定方法，能够提供快速、准确的腐蚀速率数据，并广泛应用于各种材料腐蚀性能研究中。

本文将讨论利用电化学法测定材料腐蚀速率的实验技巧。

Materials and Methods首先，准备所需的实验材料和设备。

这包括待测材料的试样、电化学腐蚀测试仪器（如电极、电解池等）、参比电极和工作电极等。

试样的选择应根据研究对象的特点和预期实验结果进行，确保能够获得可靠的数据。

其次，在进行实验前，需要对实验装置进行校准。

校准方法包括校正电压、电流和电解液浓度等参数。

校准后，确保实验装置的稳定性和准确性。

实验过程在进行实验之前，需要清洗待测材料试样以去除表面的氧化物和杂质等。

清洗方法应根据材料的特性进行选择，可以采用酸洗、溶剂洗涤或者机械抛光等方式。

确保试样表面的纯净度，以提高实验结果的可靠性。

完成试样处理后，将其装入电化学腐蚀测试装置中。

注意保持试样与电解液的充分接触。

同时，为了保持实验的一致性，应将参比电极和工作电极置于相同条件下进行测试。

设置实验条件，包括温度、溶液类型和浓度等。

这些条件的选择应根据具体研究目的和材料性质来确定。

实验条件的选择对于腐蚀速率的测定具有重要影响，因此需要仔细考虑。

在实验过程中，需要记录电压、电流以及时间等参数。

这些数据将用于计算腐蚀速率。

为了提高数据的准确性，应进行多次重复实验，并取平均值作为最终结果。

结果和讨论通过实验测定，可以得到材料的腐蚀速率数据。

这些数据可以用于评估材料的耐腐蚀性能，并对材料设计和工程应用提供参考。

根据实验结果，可以分析材料的腐蚀机理和影响因素。

例如，通过观察腐蚀产物的形貌和组成，可以判断腐蚀的类型（如局部腐蚀、晶间腐蚀等）。

此外，还可以通过改变实验条件，如温度和溶液浓度等，来探究腐蚀速率的变化规律。

腐蚀电化学及电化学测量方法绪在近几十年里腐蚀电化学基理研究在金属的钝化、小孔腐蚀、电化学噪声以及电化学阻抗谱等方面取得了丰硕的成果。

为解释腐蚀现象，解决生产中的实际问题奠定了理论基础。

在我们的日常生产和生活中所看到的腐蚀现象大多是电化学腐蚀，例如大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀等自然环境腐蚀和炼油装置中的常减压塔塔顶腐蚀、冷却水腐蚀、储油罐罐顶腐蚀等等，都是电化学腐蚀。

因此了解电化学腐蚀原理以及电化学研究方法是非常有用的，首先，对进一步做好防腐工作有帮助，因为缓蚀剂作用原理、腐蚀的阴极保护原理所依据的理论基础都是腐蚀电化学；其次，有助于正确选择和有效运用电化学监测手段。

下面我们共同回顾和学习一些腐蚀电化学中最为基础和与电化学监测技术紧密关联的部分，以便于在实际工作中的运用。

电化学腐蚀就是在金属在腐蚀的过程中伴随着电子的移动。

第一章、电化学腐蚀原理一、电化学腐蚀机理：电化学腐蚀机理可归纳为电池作用：绝大多数属微电池作用，如金属的自腐蚀，肉眼看不到；少数情况是宏观电池作用，如电偶腐蚀，肉眼能分辨阴阳极。

电解作用：1．微电池腐蚀如上图，工业纯锌放在稀硫酸中，在金属锌晶粒溶解的同时，有气泡在锌中杂质上形成并逸出，这种气泡就是氢气，而且在杂质与锌晶粒之间有电流流动。

此现象同Zn-Cu与稀硫酸形成的原电池作用是完全相同的，在锌电极上发生锌的溶解，在铜电极上逸出氢气泡，两电极间有电流流动。

概念：阳极：发生溶解的电极（锌或锌晶粒）阴极：另一极（铜或杂质）电极反应式：阳极：Zn Zn2++2e电子从阳极流到阴极。

阴极：H++e HH+H H2 图2 腐蚀原电池示意图图1 锌在稀盐酸中腐蚀示意图△阴阳极概念的进一步：产生电池作用的推动力是电极之间存在着电位差。

电极电位较负者为阳极电极电位较正者为阴极小结：我们把微电池的腐蚀作用看作是金属中电极电位不同的两个微观部分直接作电接触，其表面又同时与电解质溶液接触的原电池作用。

化学检验工常见电化学涂层性能测试方法电化学涂层是一种常见的表面处理方法，可用于增加材料的耐腐蚀性能、改善导电性能等。

为了确保电化学涂层的质量，需要进行一系列的性能测试。

本文将介绍几种常见的电化学涂层性能测试方法。

1. 腐蚀性能测试电化学腐蚀测试是评估电化学涂层耐腐蚀性能的重要方法之一。

常用的测试方法包括极化曲线法和电化学阻抗谱法。

（1）极化曲线法极化曲线法是一种通过测量极化曲线来评估电化学涂层在腐蚀环境中的抗腐蚀性能的方法。

通过应用一定电位范围内的电流，可以观察到电流随电位的变化关系，从而评估涂层的耐腐蚀性能。

（2）电化学阻抗谱法电化学阻抗谱法是一种通过测量电化学阻抗谱曲线来评估电化学涂层耐腐蚀性能的方法。

该方法可以得到频率范围内的电阻和电容数值，通过分析这些数据可以评估涂层的耐腐蚀性能。

2. 导电性能测试导电性能是衡量电化学涂层质量的关键指标之一。

常用的测试方法有四探针法和电阻率测量法。

（1）四探针法四探针法是一种通过测量电阻来评估电化学涂层导电性能的方法。

在该方法中，四个探针被插入涂层中，通过测量电流和电阻的关系，可以计算涂层的电导率和电阻率。

（2）电阻率测量法电阻率测量法是一种通过测量涂层材料的电阻来评估导电性能的方法。

该方法使用导电传感器在涂层表面上测量电阻，通过计算电阻率可以评估涂层的导电性能。

3. 附着力测试附着力是评估电化学涂层质量的重要指标之一。

常用的测试方法包括划伤测试、拉伸测试和冲击测试。

（1）划伤测试划伤测试是一种通过使用硬度指针在涂层表面划伤，从而评估涂层与基材之间的附着力的方法。

通过观察划痕形状和痕迹深度，可以评估涂层的附着力。

（2）拉伸测试拉伸测试是一种通过施加拉伸力来评估涂层与基材之间的附着力的方法。

通过在涂层上施加力并测量力的变化，可以计算涂层与基材的附着力。

（3）冲击测试冲击测试是一种通过施加冲击力来评估涂层与基材之间的附着力的方法。

常用的冲击测试方法包括钢球落锤测试和冲击炮测试，通过观察涂层破损情况可以评估附着力。

2）电化学腐蚀速率的测定金属的腐蚀速度可用腐蚀失重或腐蚀深度表示，也可用腐蚀电流密度表示。

在电化学腐蚀过程中，一般以自腐蚀电流密度i corr的大小来衡量金属的腐蚀速度。

测定腐蚀电流密度的方法很多，本实验用塔费尔直线外推法来测定金属电化学腐蚀过程中的腐蚀电流密度，来衡量金属的腐蚀速度。

如图2-1为塔费尔直线。

图2-1极化曲线外延法测得金属腐蚀速度极化曲线的这一区段称为塔费尔区，也叫强极化区。

在极化曲线中，塔费尔直线延长线的交点处，金属阳极溶解的速度和阴极的去极化反应的速度相等。

金属的腐蚀达到相对稳定，这时的电位即是自腐蚀电位，自腐蚀电位的高低反应了材料发生腐蚀的难易程度，自腐蚀电位越高，材料越不容易发生腐蚀，自腐蚀电位越低，材料就越容易发生腐蚀；所对应的电流就是金属腐蚀电流，腐蚀电流反应了金属发生腐蚀的快慢程度，腐蚀电流越大，金属发生腐蚀的速度就越大，腐蚀电流越小，金属发生腐蚀的速度就越小。

根据这一原理，测定金属的极化曲线。

将阳极或者阴极的塔费尔直线外推到与过电位为零的直线相交，交点对应的电流为腐蚀速度。

3）实验设备及条件①实验设备实验采用电化学测量系统对各试样进行电化学腐蚀性能测试实验。

其装置如图2-2所示：图2-2 电化学极化曲线测量装置示意图实验装置中三电极体系中以饱和甘汞（SCE）电极作为参比电极（reference electrode）；Pt 电极作为辅助电极（auxiliary electrode）；代测试样为研究电极（research electrode）。

参比电极和研究电极间用盐桥连接，鲁金毛细管（capiliary）距研究电极1～2毫米。

电化学工作站部分参数如下：初始电位(V)：-2；终止电位(V)：2.2；扫描段数：1；终止电位处保持时间：0；静置时间：2s；电流灵敏度(A/V)：1.e-0.04。

②实验条件a．腐蚀试样：对1#到12#试样进行蜡封，即：在试样上用油性笔取1cm×1cm 的面积，并在其上放置橡皮，而后将烧化的蜡汁快速滴于试样表面，即蜡封处理。

基本的电化学腐介绍大多数金属腐蚀通过在金属与溶液层形成了溶液。

大桥中的钢筋发生发生在非水系统中。

腐蚀通常以正、逆反应达到平衡时一个是发生阴极反应，溶液中的离应达到平衡时，每个反应的电荷转同金属接触。

图1-1是上述过程的图解。

纵轴是曲线表示总电流—阴极电流和阳极点就是电流发生改变的地方，即反于将横轴对数化造成。

横轴对数化是由于钝化现象，电流值改变6个数图1-1 腐蚀过程中阳极和阴极电流金属电位 是阳极和阴极反应平衡时假设阳极反应产生过多电子只金属应。

这抵消了系统中的初始扰动在大多数腐蚀电化学试验中，第一偏向于开路电位。

腐蚀科学家在测量开路电位很重要定的开路电位表示所要研究的系统化学腐蚀测量与溶液界面上发生的电化学反应而产生。

对大气腐蚀而言金属筋发生腐蚀的电解液是潮湿的混凝土。

尽管大多数腐蚀发生在平衡时的速率发生。

首先是阳极反应，金属被氧化，释放离子中的离子（通常是O2 或 H+）被还原，吸收了来自金属的电电荷转移速度相等，没有净电流产生。

正、逆反应可发生在同纵轴是电位，横轴是电流的对数。

理想的阴、阳极反应电流如和阳极电流之和。

这是在用恒电位仪进行电位扫描时测得的电即反应从阳极反应转变成阴极反应或是阴极反应转变成阳极数化是必要的，因为在一个腐蚀试验中，较宽范围内的电流值个数量级不常见。

极电流部分平衡时的电位。

参照图1-1。

注意每个半反应的电流取决于金属只金属表面。

过剩电子使得金属电位向负向移动，减缓阳极反扰动。

第一步就是测量开路电位。

开路电位和腐蚀电位的关系通常很重要的一点就是在进行试验前给予足够时间使得开路电位达的系统处于稳定状态，即各种腐蚀反应的速度恒定。

有言金属表面薄的水分子发生在水中，也有腐蚀放离子至金属表面。

另属的电子。

当这两个反生在同一金属或两种不电流如图中直线所示。

得的电流。

图像中的尖成阳极反应。

尖点是由电流值需展示在图中。

于金属的电化学电势。

阳极反应，加快阴极反系通常可互换，但是更电位达到稳定状态。

实验九极化曲线的测定【目的要求】1. 掌握稳态恒电位法测定金属极化曲线的基本原理和测试方法。

2. 了解极化曲线的意义和应用。

3. 掌握恒电位仪的使用方法。

【实验原理】1. 极化现象与极化曲线为了探索电极过程机理及影响电极过程的各种因素，必须对电极过程进行研究，其中极化曲线的测定是重要方法之一。

我们知道在研究可逆电池的电动势和电池反应时，电极上几乎没有电流通过，每个电极反应都是在接近于平衡状态下进行的，因此电极反应是可逆的。

但当有电流明显地通过电池时，电极的平衡状态被破坏，电极电势偏离平衡值，电极反应处于不可逆状态，而且随着电极上电流密度的增加，电极反应的不可逆程度也随之增大。

由于电流通过电极而导致电极电势偏离平衡值的现象称为电极的极化，描述电流密度与电极电势之间关系的曲线称作极化曲线，如图2-19-1所示。

图2-19-1 极化曲线A-B：活性溶解区；B：临界钝化点B-C：过渡钝化区；C-D：稳定钝化区D-E：超(过)钝化区金属的阳极过程是指金属作为阳极时在一定的外电势下发生的阳极溶解过程，如下式所示：M→M n+＋n e此过程只有在电极电势正于其热力学电势时才能发生。

阳极的溶解速度随电位变正而逐渐增大，这是正常的阳极溶出，但当阳极电势正到某一数值时，其溶解速度达到最大值，此后阳极溶解速度随电势变正反而大幅度降低，这种现象称为金属的钝化现象。

图2-19-1中曲线表明，从A点开始，随着电位向正方向移动，电流密度也随之增加，电势超过B点后，电流密度随电势增加迅速减至最小，这是因为在金属表面生产了一层电阻高，耐腐蚀的钝化膜。

B点对应的电势称为临界钝化电势，对应的电流称为临界钝化电流。

电势到达C点以后，随着电势的继续增加，电流却保持在一个基本不变的很小的数值上，该电流称为维钝电流，直到电势升到D点，电流才有随着电势的上升而增大，表示阳极又发生了氧化过程，可能是高价金属离子产生也可能是水分子放电析出氧气，DE段称为过钝化区。