第2章1腐蚀的电化学基础(电化学腐蚀热力学)详解.pptVIP

第二章 腐蚀的电化学基础??电化学腐蚀热力学 §2.1 腐蚀原电池 §2.2 热力学概念 §2.3 电位－pH图 总结 “原电池”放电反应： 负极(Cathode): 电势低，电子流出，发生氧化反应; 正极(Anode): 电势高，电子流入，发生还原反应。 例2. 原电池 ? 锌锰干电池结构 NH4Cl, ZnCl2和MnO2 浆状物 正极：石墨 （带铜帽） 负极：锌（外壳） 负极（氧化反应）： Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e 正极（还原反应）： MnO2(s) + H+(aq) + e → MnO(OH)(s) 2 MnO(OH)(s) → Mn2O3(s) + H2O(l) 合并，得总的放电反应： Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + Mn2O3(s) + H2O(l) 例3. 氢氧燃料电池 下表列出了一些重要金属的标准电极电位。由于金属电位随溶液中金属离子活度和温度的变化而变化，所以采用25℃下金属离子活度为1的溶液为标准溶液，此时不同金属的平衡电位为其标准电极电位。 §2.2 热力学概念 2.平衡电位和标准电位 -0.126 Pb2++2e=Pb Pb（Ⅱ）—（0） -0.136 Sn2++2e=Sn Sn（Ⅱ）—（0） -0.25 Ni2++2e=Ni Ni（Ⅱ）—（0） -0.277 Co2++2e=Co Co（Ⅱ）—（0） -0.403 Cd2++2e=Cd Cd（Ⅱ）—（0） -0.44 Fe2++2e=Fe Fe（Ⅱ）—（0） -0.744 Cr3++3e=Cr Cr（Ⅱ）—（0） -0.763 Zn2++2e=Zn Zn（Ⅱ）—（0） -1.1 Mn2++2e=Mn Mn（Ⅱ）—（0） -1.662 Al3++3e=Al Al（Ⅲ）—（0） -1.75 Ti2++2e=Ti Ti（Ⅱ）—（0） -2.37 Mg2++2e=Mg Mg（Ⅱ）—（0） -2.714 Na++e=Na Na（Ⅰ）—（0） -2.87 Ca2++2e=Ca Ca（Ⅱ）—（0） -2.925 K++e=K K（Ⅰ）—（0） -3.045 Li++e=Li Li（Ⅰ）—（0） 标准电极电位/V 电极反应 电 对 金属的标准电极电位： 25℃下金属离子活度为1时，金属的平衡电位为其标准电极电位。 第二章 腐蚀的电化学基础??电化学腐蚀热力学 §2.2 热力学概念 1.68 Au++e=Au Au（Ⅰ）—（0） 1.498 Au3++3e=Au Au（Ⅲ）—（0） 1.229 O2+4H++4e=2H2O+4e O（o）—（－Ⅱ） 1.2 Pt2++2e=Pt Pt（Ⅱ）—（0） 0.987 Pd2++2e=Pd Pd（Ⅱ）—（0） 0.854 Hg2++2e=Hg Hg（Ⅱ）—（0） 0.799 Ag++e=Ag Ag（Ⅰ）—（0） 0.788 Hg++e=Hg Hg（Ⅰ）—（0） 0.771 Fe3++e=Fe2+ Fe（Ⅲ）—（Ⅱ） 0.522 Cu++e=Cu Cu（Ⅰ）—（0） 0.401 O2+2H2O+4e=4OH— O（0）—（—Ⅱ） 0.33 Cu2++2e=Cu Cu（Ⅰ）—（0） 0.154 Sn4++2e=Sn2+ Sn（Ⅳ）—（Ⅱ） 0 2H++2e=H2 H（Ⅰ）—（0） -0.036 Fe3++3e=Fe Fe（Ⅲ）—（0） 标准电极电位/V 电极反应 电 对 第二章 腐蚀的电化学基础??电化学腐蚀热力学 对于实际腐蚀环境，上表中的数据不能直接引用。 因为实际环境中不但浓度、温度与标准状态不同，而且金属材料也非单纯，因此电位也常偏离标准值。另外金属表面通常附有氧化物，会使电位变正。有时在金属表面上存在局部电池，测得的电位将不再是平衡电位，而是混合电位或称腐蚀电位。 自然电位──实际情况下，金属材料在溶液中的电位称为自然电位； 稳定电位──当该电位经久不变时，称为稳定电位。 腐蚀电位──腐蚀性介质中金属材料的整体电位称为腐蚀电位。 均匀的全面腐蚀具有整体一致的自然电位；局部腐蚀中，若阴、阳两极明显分开且介质的电阻较大时，不同部位的电位并不相同，采用微区测量可以得到材料表面的电位分布。 因而腐蚀电位具有动力学上的表观平均性质，故往往随时间而改变。 §2.2 热力学概念 2.平衡电位和标准电位 第二章 腐蚀的电化学基础??电化学腐蚀热力学 因为上表中的标准电极电位是纯金属在其离