第2章1腐蚀的电化学基础电化学腐蚀热力学.pptVIP

大多数金属与水接触时具有离子化倾向。金属离子离开基体的同时，在金属表面留下相应数量的电子，离开基体的金属离子越多，留在表面的电子也越多，由于正负电荷之间吸引力的存在，使得金属离子化趋于困难，最终达成如下平衡：M—ne→Mn+2.平衡电位和标准电位§2.2热力学概念第二章腐蚀的电化学基础??电化学腐蚀热力学不同的金属在不同溶液中的离子化倾向不同。当达到平衡时，金属在溶液中建立起平衡电极电位。若以标准氢电极为阳极，并视其电位为零，则电极电位的大小和自由能一样，可以表示腐蚀的自发倾向，二者具有以下关系：ΔG0＝－nE0FΔG0——电极反应的自由能变化；E0——原电池的电动势或金属电极的平衡电位；n——氧化还原反应的电子转移数；F——法拉第常数（F＝96500C·mol-1）。由此得出，原电池电动势越大，反应的自由能降低就越大，即反应的倾向性也越大。第29页，共58页，星期日，2025年，2月5日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电对电极反应标准电极电位/VLi（Ⅰ）—（0）Li++e=Li-3.045K（Ⅰ）—（0）K++e=K-2.925Ca（Ⅱ）—（0）Ca2++2e=Ca-2.87Na（Ⅰ）—（0）Na++e=Na-2.714Mg（Ⅱ）—（0）Mg2++2e=Mg-2.37Ti（Ⅱ）—（0）Ti2++2e=Ti-1.75Al（Ⅲ）—（0）Al3++3e=Al-1.662Mn（Ⅱ）—（0）Mn2++2e=Mn-1.1Zn（Ⅱ）—（0）Zn2++2e=Zn-0.763Cr（Ⅱ）—（0）Cr3++3e=Cr-0.744Fe（Ⅱ）—（0）Fe2++2e=Fe-0.44Cd（Ⅱ）—（0）Cd2++2e=Cd-0.403Co（Ⅱ）—（0）Co2++2e=Co-0.277Ni（Ⅱ）—（0）Ni2++2e=Ni-0.25Sn（Ⅱ）—（0）Sn2++2e=Sn-0.136Pb（Ⅱ）—（0）Pb2++2e=Pb-0.126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??电化学腐蚀热力学第30页，共58页，星期日，2025年，2月5日§2.2热力学概念电对电极反应标准电极电位/VFe（Ⅲ）—（0）Fe3++3e=Fe-0.036H（Ⅰ）—（0）2H++2e=H20Sn（Ⅳ）—（Ⅱ）Sn4++2e=Sn2+0.154Cu（Ⅰ）—（0）Cu2++2e=Cu0.33O（0）—（—Ⅱ）O2+2H2O+4e=4OH—0.401Cu（Ⅰ）—（0）Cu++e=Cu0.522Fe（Ⅲ）—（Ⅱ）Fe3++e=Fe2+0.771Hg（Ⅰ）—（0）Hg++e=Hg0.788Ag（Ⅰ）—（0）Ag++e=Ag0.799Hg（Ⅱ）—（0）Hg2++2e=Hg0.854Pd（Ⅱ）—（0）Pd2++2e=Pd0.987Pt（Ⅱ）—（0）Pt2++2e=Pt1.2O（o）—（－Ⅱ）O2+4H++4e=2H2O+4e1.229Au（Ⅲ）—（0）Au3++3e=Au1.498Au（Ⅰ）—（0）Au++e=Au1.68第二章腐蚀的电化学基础??电化学腐蚀热力学第31页，共58页，星期日，2025年，2月5日对于实际腐蚀环境，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??电化学腐蚀热力学第32页，共