第十章电解与极化作用教案分析.ppt

第十章 电解与极化作用 本章主要内容及重难点 10.1 分解电压 分解电压的测定 分解电压的测定 分解电压的测定 实际分解电压 10.2 极化作用 极化的类型 极化的类型 超电势（overpotential） 极化曲线（polarization curve） 极化曲线（polarization curve） 极化曲线（polarization curve） 极化曲线（polarization curve） 氢超电势 氢气在几种电极上的超电势 氢气在几种电极上的超电势 氢析出机理 氢析出机理 氢析出机理 Tafel 公式（Tafel’s equation） 10.3 电解时电极上的反应 10.3 电解时电极上的反应 10.3 电解时电极上的反应 10.3 电解时电极上的反应 10.3 电解时电极上的反应 10.4 金属的电化学腐蚀和防腐 金属的电化学腐蚀和防腐 铁锈的组成 腐蚀时阴极上的反应 腐蚀时阴极上的反应 金属的防腐 金属的防腐 金属的防腐 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 金属的钝化 10.5 化学电源 (1)析氢腐蚀 酸性介质中 在阴极上还原成氢气析出。 设 ， 则 铁阳极氧化，当 时认为已经发生腐蚀， 这时组成原电池的电动势为 ，是自发电池。 如果既有酸性介质，又有氧气存在，在阴极上发生消吸氧的还原反应： 这时与 (-0.617V)阳极组成原电池的电动势为 。显然吸氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。 （2）吸氧腐蚀 （1）非金属防腐 在金属表面涂上油漆、搪瓷、塑料、沥青等，将金属与腐蚀介质隔开。 （2）金属保护层 在需保护的金属表面用电镀或化学镀的方法镀上Au，Ag，Ni，Cr，Zn，Sn等金属，保护内层不被腐蚀。 （3）电化学保护 1．保护器保护 将被保护的金属如铁作阴极，较活泼的金属如Zn作牺牲性阳极。阳极腐蚀后定期更换。 2．阴极保护 外加电源组成一个电解池，将被保护金属作阴极，废金属作阳极。 3．阳极保护 用外电源，将被保护金属接阳极，在一定的介质和外电压作用下，使阳极钝化。 （4）加缓蚀剂 在可能组成原电池的体系中加缓蚀剂，改变介质的性质，降低腐蚀速度。 （5）制成耐蚀合金 在炼制金属时加入其它组分，提高耐蚀能力。如在炼钢时加入Mn，Cr等元素制成不锈钢。 1. 钝化现象 a. Fe 放入稀硝酸溶解； b. Fe 放入浓硝酸几乎不溶解，再放入稀 HNO3中腐蚀速度显著下降或不溶解。 这种现象叫作金属的钝化现象，此时金属处于钝态。 钝化现象 金属没有明显可见的变化而其表面性质发生改变，以致金属不再受电解质溶液的腐蚀。 化学钝化 一些强氧化剂与金属反应使金属表面发生钝化。如：浓的 HNO3 , AgNO3 , HClO3 , K2Cr2O7 , KMnO4 等。 实验可知，金属化学钝化后，其电极电势变正（增大），即还原趋势增加，被氧化（腐蚀）的趋势下降。 例如：钝化后的 Fe 不易溶于酸溶液或置换铜盐溶液中的 Cu2+。 结论： 金属的钝化使其电极电势变大（正）。 2. 金属的电化学钝化 我们知道，在电解池中，阳极电流使其电极极化，电极电势变大。 所以考虑通过增加阳极电流以增加阳极电势，来达到钝化金属的目的。 例如： Fe 在 H2SO4 中的溶解，阳极：Fe + H2SO4 阳极：Fe + H2SO4 阴极：甘汞参比电极（理想的非极化电极，?阴 不变） 逐渐增加外加电压，即增加阳极电势（因为 ?阴 不变），观察其腐蚀电流的变化。 E外 = ?阳 ? ?阴 ?阳 = E外? ?阴 （?阴 不变） 1）A ? B 铁的阳极溶解区， E外↗，?阳↗， Icorr↗（Fe活化区） Fe ? 2e ? Fe2+ 2）钝化电位： 当电位 ?阳 达到 B 点，发现 Icorr 随着 ?阳 的增加而迅速下降至很小值，即金属几乎不溶解。 此 B 点的电位称为钝化电位。对应的电流密度称 “临界钝化电流密度”。 3）当 ?阳 达到 C 点时，金属处于稳定的钝态。 C ? D，Icorr 很小，属于“稳定钝化区”； 4）当 ?阳 过了 D 点， Icorr 重新增加，阳极又发生了氧化过程。D ? E 属于 “过钝化区”。 上一内容 下一内容 回主目录 返回 * 分解电压 极化作用 电解时电极上的反应 金属的电化学腐蚀与防腐 化学电源 内容： ①分解电压 ②极化作用 ③电解时电极上的反应 ④金属的电化学腐蚀与防腐 ⑤化学电源 重点：浓差极化、电化学极化、超电势、竞