金属腐蚀原理全解
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第三节金属的腐蚀与防护一、金属的腐蚀(一)定义:金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象(二)特征:金属被腐蚀后,在外形,色泽以及机械性能方面会发生变化(三)本质:金属失电子变成阳离子发生氧化反应。
M-ne-=M n+(四)类型:化学腐蚀和电化学腐蚀1、化学腐蚀(1)定义:金属与其表面接触的一些物质(如O2、Cl2、SO2等)直接反应而引起的腐蚀(2)本质:金属失电子被氧化。
(3)举例:铁与氯气直接反应而腐蚀;输油、输气的钢管被原油、天然气中的含硫化合物腐蚀(4)特点:无电流产生,化学腐蚀的速度随温度升高而加快。
例如:钢材在高温下容易被氧化,表面生成由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的一层氧化物。
2、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,比较活泼的金属发生氧化反应而被腐蚀,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
(2)本质:较活泼的金属失去电子被氧化(3)举例:钢铁制品在潮湿空气中的锈蚀就是电化学腐蚀(4)特点:有微弱的电流产生注:化学腐蚀与电化学腐蚀的联系:化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更普遍,危害更大,腐蚀速率更快3、钢铁的电化学腐蚀(1)原电池的组成:负极:铁正极:碳电解质:潮湿空气(2)种类:根据钢铁表面水膜的酸性强弱分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀①析氢腐蚀:在酸性环境中,由于在腐蚀过程中不断有H2放出,所以叫做析氢腐蚀。
水膜酸性较强:负极:Fe—2e-=Fe2+正极:2H++2e-=H2↑总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑②吸氧腐蚀: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水膜中溶有O2,呈弱酸性、中性或碱性:负极:Fe—2e-=Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O=4OH-总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3 =Fe2O3·xH2O(铁锈)+(3-x)H2O注:I、只有位于金属活动性顺序中氢前的金属才可能发生析氢腐蚀,氢后的金属不能发生II、氢前和氢后的金属都可发生吸氧腐蚀III、吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式,主要原因有两个,第一:水膜一般不显强酸性;第二:多数金属都可发生二、金属的防护(一)改变金属材料的组成1、方法:在金属中添加其他金属或非金属可以制成性能优异的合金。
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。