化学金属的电化学腐蚀与防护.ppt

关于化学金属的电化学腐蚀与防护现在学习的是第1页，共24页金属腐蚀的现象金属腐蚀的现象锈蚀的大桥锈蚀的大桥锈蚀的闸门锈蚀的闸门锈蚀的轮船锈蚀的轮船锈蚀的楼梯锈蚀的楼梯现在学习的是第2页，共24页金属的腐蚀现象非常普遍：金属的腐蚀现象非常普遍： 1 1、钢铁生锈：、钢铁生锈：铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：金属腐蚀的不利后果有哪些？金属腐蚀的不利后果有哪些？FeFe2 2O O3 3XHXH2 2O OCuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3 2 2、铜器表面生成铜绿：、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：铜绿的主要成分：现在学习的是第3页，共24页 金属腐蚀的主要害处，金属腐蚀的主要害处，不仅在不仅在于金属本身的损失，更严于金属本身的损失，更严重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大重的是金属制品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。到无法估量。 腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁腐蚀不仅造成经济损失，也经常对安全构成威胁。 国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故，如飞机因某一零部件破裂而零部件破裂而坠毁坠毁；桥梁因钢梁产生裂缝而；桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷塌陷；油管；油管因穿孔或裂缝而漏油，引起着火因穿孔或裂缝而漏油，引起着火爆炸爆炸；化工厂中储酸槽穿；化工厂中储酸槽穿孔泄漏，造成重大环境孔泄漏，造成重大环境污染污染；管道和设备跑、冒、滴、漏，；管道和设备跑、冒、滴、漏，破坏生产环境，有毒气体如破坏生产环境，有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏，更等的泄漏，更会危及工作人员和附近居民的会危及工作人员和附近居民的生命安全生命安全。面对这样惊人的数据和金面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实，大家有属腐蚀危害事实，大家有没有想过，没有想过，铁怎么会被腐蚀铁怎么会被腐蚀？怎样防腐？怎样防腐？现在学习的是第4页，共24页1、什么是金属腐蚀？有哪些类别？、什么是金属腐蚀？有哪些类别？2、化学腐蚀和哪些因素有关？、化学腐蚀和哪些因素有关？3、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生、什么是电化学腐蚀？有哪些类别？分别发生哪些电极反应？哪些电极反应？现在学习的是第5页，共24页一、金属腐蚀一、金属腐蚀金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀（1）定义：（2）本质：金属失去电子被氧化。1 1、接触的、接触的介质介质不同，不同，2 2、发生腐蚀的、发生腐蚀的化学原理化学原理不同不同现在学习的是第6页，共24页 金属跟接触到的物质（如O2、CI2、SO2等）直接发生化学反应而引起的腐蚀。1 1、化学腐蚀、化学腐蚀一、金属的腐蚀一、金属的腐蚀（2）原理：（1）定义：（3）影响因素：金属跟氧化剂直接发生氧化还原反应。金属越活泼，越易被腐蚀；金属所处的环境温度越高，腐蚀速率越快；氧化剂浓度越大，腐蚀速率越快。现在学习的是第7页，共24页知识总结知识总结金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反应氧化反应（三）金属腐蚀的类型（三）金属腐蚀的类型化学腐蚀化学腐蚀电电化学腐蚀化学腐蚀一、一、 金属的电化学腐蚀金属的电化学腐蚀金属原子金属原子（二）金属腐蚀的本质（二）金属腐蚀的本质：（一）金属腐蚀：（一）金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应是指金属或合金跟接触的气体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。而腐蚀损耗的过程。1 1、接触的介质不同，、接触的介质不同，2 2、发生腐蚀的化学原、发生腐蚀的化学原理不同理不同现在学习的是第8页，共24页化学腐蚀与电化学腐蚀的比较化学腐蚀与电化学腐蚀的比较:化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系影响影响因素因素金属与接触的干燥气体金属与接触的干燥气体（ClCl2 2、O O2 2、SOSO2 2）或者非电解质液体或者非电解质液体（石油石油）直接接触发生化学反）直接接触发生化学反应应不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼金属较活泼金属被氧化被氧化两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍归纳总结归纳总结和接触物质的氧化性和接触物质的氧化性及温度有关。及温度有关。电解质溶液酸碱性电解质溶液酸碱性现在学习的是第9页，共24页1、化学腐蚀：、化学腐蚀： 金属跟接触到的物质直接发生化金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。学反应而引起的腐蚀。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。影响因素：和接触物质的氧化性及温度有关。2、电化学腐蚀：、电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会溶液接触，会发生原电池反应发生原电池反应，比较活泼的金，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。属失电子被氧化的腐蚀。知识总结知识总结电化学腐蚀电化学腐蚀的类型的类型析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀现在学习的是第10页，共24页活动与探究活动与探究 P91向铁粉中加入少量的炭粉，混向铁粉中加入少量的炭粉，混合均匀后，撒入内壁分别用氯合均匀后，撒入内壁分别用氯化钠和稀醋酸润湿过的两支试化钠和稀醋酸润湿过的两支试管分别标记为管分别标记为a a、b b中，按图中，按图1-1-2828装置好仪器。几分钟后，打装置好仪器。几分钟后，打开止水夹，观察、比较导管中开止水夹，观察、比较导管中水柱（在水中滴加几滴红墨水水柱（在水中滴加几滴红墨水）的变化和试管中的现象。）的变化和试管中的现象。现在学习的是第11页，共24页实验现象：实验现象：装置装置a中的导管中水柱上升，装置中的导管中水柱上升，装置b中的导管中水中的导管中水柱下降。柱下降。思考：思考：导管中的水柱变化说明什么问题？导管中的水柱变化说明什么问题？讨论，小结：讨论，小结：装置装置a中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，中的导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小， a装置中有气体参加反应。装置中有气体参加反应。装置装置b中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。中的导管中水柱下降，说明大试管内气体生成。思考思考：向铁粉中加入炭粉的作用是什么？向铁粉中加入炭粉的作用是什么？在在a装置中铁、炭、氯化钠溶液及装置中铁、炭、氯化钠溶液及b装置中铁、炭、醋装置中铁、炭、醋酸均构成原电池，能加快化学反应速率。酸均构成原电池，能加快化学反应速率。现在学习的是第12页，共24页请大家根据原电池原理，写出请大家根据原电池原理，写出电极反应式电极反应式及及电池反应方程式电池反应方程式。a装置中：装置中：负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极：正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-电池反应：电池反应： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2分析：分析：中性中性或或酸性很弱酸性很弱或或碱性碱性条件下，易发生条件下，易发生吸氧腐蚀吸氧腐蚀。4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O进一步反应：进一步反应：现在学习的是第13页，共24页正极：正极： 2H+ 2e- =H2 负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+b装置中装置中:电池反应：电池反应： Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 分析：当钢铁处于分析：当钢铁处于酸性酸性气氛中时，易发生气氛中时，易发生析氢腐蚀。析氢腐蚀。析析氢腐蚀氢腐蚀和和吸吸氧腐蚀氧腐蚀都都属于属于电化学腐蚀电化学腐蚀。现在学习的是第14页，共24页钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱或碱性酸性很弱或碱性。电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-总反应总反应:Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系现在学习的是第15页，共24页 请大家根据铁生锈的原理，思考应采请大家根据铁生锈的原理，思考应采取什么措施防止铁生锈？取什么措施防止铁生锈？交流与讨论交流与讨论请大家阅读课本请大家阅读课本92-9392-93现在学习的是第16页，共24页原理原理 ：形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保被保护金属护金属做做正极正极，不反应，不反应，起到保护作用；而起到保护作用；而活泼金活泼金属反应受到腐蚀属反应受到腐蚀。1.1.牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法二、金属的电化学保护二、金属的电化学保护 牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保阴极保护法护法示意图示意图现在学习的是第17页，共24页2.2.外加电流法外加电流法 将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使个极，使被保护的金属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流电的作，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。及水中金属设备的腐蚀。辅助阳极辅助阳极（不溶性（不溶性）外加电流外加电流的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图现在学习的是第18页，共24页金属防护的其他几种金属防护的其他几种重要方法重要方法在金属表面覆盖保护在金属表面覆盖保护层。层。刷油漆、涂机油、加塑料层改变金属内部的组改变金属内部的组织结构，制成合金。织结构，制成合金。不锈钢、马口铁、白口铁衣架和电线的外面包上一层塑料层衣架和电线的外面包上一层塑料层健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的蚀又耐磨的Cr现在学习的是第19页，共24页探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？探究一：镀锌铁皮和镀锡铁皮哪个更易被腐蚀？为什么？为什么？探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向探究二、纯锌和粗锌哪个更易和酸反应？如果向酸中再加入硫酸铜又会什么现象？酸中再加入硫酸铜又会什么现象？现在学习的是第20页，共24页3.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5)(2) (1)(3)(4)课堂练习课堂练习现在学习的是第21页，共24页4、下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是_( 4 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 3 )现在学习的是第22页，共24页金属腐蚀的快慢程度：金属腐蚀的快慢程度：电解池的阳极电解池的阳极原电池的负极原电池的负极化学腐蚀化学腐蚀原电池的正极原电池的正极电解池的阴极电解池的阴极海水海水CFe+现在学习的是第23页，共24页感谢大家观看现在学习的是第24页，共24页