防腐课件第一章.pptVIP

第一页，共三十七页，2022年，8月28日 §1-1 金属电化学腐蚀的电化学反应过程 一、金属电化学腐蚀的定义： 金属在电解质溶液中发生的腐蚀称为电化学腐蚀。通常可看成是一个氧化-还原反应，可用化学方程式表示。 二、金属腐蚀的电化学反应式： （一）、用化学方程式表示的电化学腐蚀反应： 1、金属在酸中的腐蚀： 第二页，共三十七页，2022年，8月28日 Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑ 2Al+6HCl→2AlCl3+3H2↑ 以Zn、Al等为例，其反应式如下： 2、金属在中性或减性溶液中腐蚀： 4Fe+6H2O+3O2→4Fe(OH)3↓ 以铁的生锈为例： 脱水 2Fe2O3（铁锈）+6H2O 第三页，共三十七页，2022年，8月28日 3、金属在盐溶液中的腐蚀： 锌在氯化铁溶液中的腐蚀： Zn+2FeCl3→2FeCl2+ZnCl2 铁在硫酸铜溶液中的腐蚀： Fe+CuSO4→FeSO4+Cu↓ （二）、用离子方程式表示的电化学腐蚀反应： 如锌在盐酸中的反应： Zn+2H++2Cl-→Zn2++2Cl-+ H2↑ 由于反应前后Cl-无变化，因此上式可简化为： Zn+2H+→Zn2++ H2↑ 第四页，共三十七页，2022年，8月28日 ■ 上式可理解为： 锌失去电子被氧化为锌离子， 氢离子得到电子被还原成氢气。 ■可用以下两式表示： 氧化反应（阳极反应）： 氧化反应（阳极反应）： 2H++2e→H2↑ Zn→Zn2++2e ■结论：金属的电化学腐蚀反应是至少由一个阳极反应和一个阴极反应构成的电化学反应。 第五页，共三十七页，2022年，8月28日 如图1-1所示，以Zn在HCl溶液中的腐蚀为例，解释金属的电化学腐蚀过程： 是一个通过电子传递的电极过程 二、金属电化学腐蚀的实质： Zn2+ Zn2+ H+ H+ H+ H+ Zn H2 H2 HCL溶液 图1-1 锌在无空气的盐酸 中腐蚀时发生的电化学反应 e e e e 第六页，共三十七页，2022年，8月28日 1、金属电化学腐蚀过程的特点： （1）、阳极反应和阴极反应是同时发生的。 （2）、阳极反应和阴极反应不在同一地点进行。是与化学腐蚀的主要区别之一。 （3）、任意一个反应停止了，另一反应或整个反应也停止。 2、电化学腐蚀阳极反应通式： M→Mn++ne 3、电化学腐蚀阴极反应通式： D+ne→[D?ne] 第七页，共三十七页，2022年，8月28日 （1）、氢离子→析氢反应 2H++2e→H2↑ （2）、溶解在溶液中的氧→吸氧反应或耗氧反应 O2+2H2O+4e→4OH- 中性或碱性溶液中： 酸性溶液中： O2+4H++4e→2H2O （3）、氧化性的金属离子，较少见，但引起严重的局部腐蚀，有以下两种情况： 金属离子直接还原成金属： Zn+Cu2+→Zn2++Cu↓ 阴极反应： Cu2++2e→Cu↓ 还原成较低价态的金属离子： Zn+2F3+→Zn2++2Fe2+ Fe3++e→ Fe2+ 阴极反应： 4、常见的三种去极剂及其五种还原反应： 第八页，共三十七页，2022年，8月28日 §1-2 金属电化学腐蚀倾向的判断 前言：金属化合物与金属单质之间的能量差值与金属的电极电位有一定的关系，因此，通过测量金属的电极电位就可以判断金属的腐蚀倾向。 第九页，共三十七页，2022年，8月28日 一、电极电位与物质能量之间的关系： 1、绪论已讨论过下述金属腐蚀通式： 金属单质+环境→金属化合物+热量 能量差为：⊿G=GMn+-GM 当⊿G0时，则金属能被腐蚀 当⊿G≥0时，金属不被腐蚀 ⊿G越负，腐蚀倾向越大 2、能量差与金属电极电位之间的关系： E∝⊿G/nF E—电极电位 n—参与反应的电子数 F—法拉第常数，26.8A·h/mol≈96500C/mol 第十页，共三十七页，2022年，8月28日 二、电极电位（E）： 1、电极：金属与电解质溶液构成的体系称为电极体系，简称电极。 2、电位：将单位正电荷由无穷远处移至该点,因反抗电场力所做的电功即为该点的电位。 3、电极电位：电极体系中,金属与溶液之间的电位差称为该电极的电极电位。 即：E=E金属-E溶液 4、双电层结构的建立：如P12 图1-2所示 ①、离子双电层的形成：两种，图（a）、图（b） ②、吸附双电层的形成：两种，图（c）、图（d） 结论：无论何种类型双电层的建立，都会使用金属和溶液之间产生电位差，即形成电极电位。 第十一页，共三十七页，2022年，8月28日 三、平衡电极电位与能斯特方程式： （一）、平衡电极与平衡