金属的缓蚀..docVIP

中国石油大学（油田化学）实验报告 实验日期： 2014 成绩： 班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者： 金属的缓蚀 一．实验目的 1. 掌握一种测定钢铁腐蚀速度的方法(静态挂片失重法)。 2. 了解缓蚀剂的缓蚀机理。 二．实验原理 钢铁在酸性介质中的腐蚀是电化学腐蚀。若在盐酸中，钢铁的腐蚀反应为： 阳极反应： Fe → Fe2+ + 2e 阴极反应: 2HCl + 2e → H2↑ + 2Cl- 电池反应：Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ 为了减小酸性介质对金属的腐蚀，常用的方法是在酸性介质中加入缓蚀剂。按作用机理，酸性介质缓蚀剂可分为吸附膜型(如甲醛)和“中间相”型(如丁炔醇)两类。 为了定量地表示缓蚀剂的缓蚀作用，可以测定钢铁在加与不加缓蚀剂的介质中的腐蚀速度。在测定腐蚀速度的方法中最常用的是挂片失重法。 当用挂片失重法测定钢铁腐蚀速度时，可将一已知质量并已知表面积的试片放在腐蚀介质(例如盐酸和加有缓蚀剂的盐酸)中，经过一定时间，再称它的质量，求得失量，即可按式８-1计算钢铁的腐蚀速度。 　　　　　　　　　　 （8-1） 式中：—腐蚀速度，g/(m2·h)； —试片的失量，g； —试片的表面积，m2； —腐蚀时间，h。 缓蚀剂的缓蚀率按式1-2计算。 缓蚀率= （1-2） 式中：—分别为试片在不加与加缓蚀剂的介质中的腐蚀速度。 三．仪器、材料与药品 1. 仪器和材料 电子天平（感量0.000lg）、游标卡尺、红外干燥箱、镊子、试片、50ml具塞试管、5ml量筒、试管架、砂纸、脱脂棉、滤纸。 2.药品 盐酸、甲醛、丁炔醇、丙酮、乙醇。 四．实验步骤 1. 将4片金属腐蚀试片分别依次用布砂纸、水砂纸和金相砂纸磨平、磨亮，用脱脂棉擦净铁屑，再用游标卡尺测量它的长、宽、厚和圆孔直径。 2. 将试片在1?1的丙酮—乙醇溶液中洗去油污后，放在洁净的滤纸上，置于红外干燥箱中烘干，用电子天平按其编号准确称取质量。 3. 取4个50ml具塞试管，各加入30ml质量分数为0.1的盐酸，第一个试管中加入2ml蒸馏水，第二个试管中加入2ml质量分数为0.125的甲醛，第三个试管中加入2ml质量分数为0.125的丁炔醇，最后一个试管中加入1ml质量分数为0.125的甲醛和1ml质量分数为0.125的丁炔醇，盖好瓶塞摇匀备用。 4. 将称好质量的试片用镊子小心放入上述试管中，准确记录加入的时间和室温。注意观察气泡从试片表面析出的速度。0.5h后，用镊子将试片从酸液中取出，立即用自来水洗去残留在试片上的酸并用洁净滤纸蘸去部分自来水，然后放入1?1的丙酮—乙醇溶液中洗涤，最后放在红外干燥箱中烘干，称其质量。 五、结果处理 表1 金属的缓蚀实验原始数据记录表 缓蚀剂 试片 编号 试片尺寸 腐蚀前质量（g） 腐蚀后质量（g） 实验现象 长a /mm 宽b /mm 厚c /mm 孔径d /mm 不加缓蚀剂 2334 73.2 12.0 2.0 4.0 12.9855 12.9718 立即产生大量的气泡 甲醛 2335 73.2 12.0 2.0 4.0 13.8732 13.8716 迅速产生较多的气泡 丁炔醇 2336 73.2 12.0 2.0 4.0 13.2251 13.2243 缓慢产生极少的气泡 甲醛+丁炔醇 2340 73.2 12.0 2.0 4.0 13.3432 13.3421 缓慢产生较少的气泡 腐蚀时间t=0.5h 根据试片的长a、宽b、厚c和孔径d，计算试片的表面积： A0=2(ab+bc+ac)+πdc-2πd2/4 =2×(73.2×12.0+12.0×2.0+73.2×2.0)+3.14×4.0×2.0-2×3.14×4.02/4 =2097.6mm2 =2.0976×10-3m2 故得试片的表面积：A0=2.0976×10-3m2 计算试片在加与不加缓蚀剂的质量分数为0.1盐酸中的腐蚀速度，并计算三种缓蚀剂的缓蚀率。 表2 腐蚀速度及缓蚀率 缓蚀剂 试片 腐蚀前质量g 腐蚀后质量g 质量差Δm/g 腐蚀速度 缓蚀率% 不加缓蚀剂 12.9855 12.9718 0.0137 13.0625 0 甲醛 13.8732 13.8716 0.0016 1.5256 88.32 丁炔醇 13.2251 13.2243 0.