§3金属的电化学腐蚀和保护 金属腐蚀的分类: (1)化学腐蚀 金属表面与介 质如气体或非电解质溶液等因发 生化学作用而引起的腐蚀,称作 化学腐蚀。化学腐蚀作用进行时 没有电流产生。 如将铁块放入稀硫酸中, HCI Zn+H2S04=ZnS04+H2
§3 金属的电化学腐蚀和保护 金属腐蚀的分类: (1)化学腐蚀 金属表面与介 质如气体或非电解质溶液等因发 生化学作用而引起的腐蚀,称作 化学腐蚀。化学腐蚀作用进行时 没有电流产生。 如将铁块放入稀硫酸中, Zn+H2SO4=ZnSO4+H2。 Zn HCl
(2)电化学腐蚀金属表面在介质如潮湿空气、电解 质溶液等中,因形成微电池而发生电化学作用而引起 的腐蚀称作电化学腐蚀。 electrons ● HCI
(2)电化学腐蚀 金属表面在介质如潮湿空气、电解 质溶液等中,因形成微电池而发生电化学作用而引起 的腐蚀称作电化学腐蚀。 Zn Pt HCl electrons
析氢腐蚀与吸氧腐蚀 如右图所示,空气中的C02 SO2等可溶解在水中形成电 H20 解质溶液,从而形成了原电 池。其中铁是阳极,发生氧 Fe 化反应;铜是阴极,发生还 原反应。 负极:Fe→Fe2+2e (Fe被腐蚀) 正极:(析氢腐蚀)2H++2e→H2 (吸氧腐蚀)1/202+2H++2e→H20
析氢腐蚀与吸氧腐蚀 如右图所示,空气中的CO2, SO2 等可溶解在水中形成电 解质溶液,从而形成了原电 池。其中铁是阳极,发生氧 化反应;铜是阴极,发生还 原反应。 负极:Fe→Fe2++2e (Fe被腐蚀) 正极:(析氢腐蚀)2H++2e→H2 (吸氧腐蚀)1/2O2+2H++2e-→H2O Fe Cu H2O
析氢腐蚀 RT In ZF 吸氧腐蚀 RT 02=002H,0r In- 2F 1/2 因为000,r=1229V>0H,=0,易知0>01。 说明吸氧腐蚀比析氢腐烛严重得多
2 + H 1 2 H =- ln RT a ZF a 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 + 2 2 + 2 o 2 O ,H O,H 2 1/2 H O 1 = - ln 2 RT F a a + + 2 2 2 o o H O,O ,H H ,H 因为 =1.229V> =0 ,易知 。 说明吸氧腐蚀比析氢腐蚀严重得多。 2 1 >
影响金属表面腐烛的主要因素 φ 1.金属的可逆电极电势: 阴 2.氢、氧在金属表面的 超电势: 腐蚀 3.金属的极化性能 4.电解质溶液的组成 小腐蚀 Inj
1. 金属的可逆电极电势; 2. 氢、氧在金属表面的 超电势; 3. 金属的极化性能 4. 电解质溶液的组成 影响金属表面腐蚀的主要因素
金属的防腐 (1)在金属表面涂敷各种保护层 (a)非金属保护层在金属表面涂上油漆、搪瓷、 塑料、沥青、高分子材料等,使金属与腐蚀介质隔开。 ()金属保护层在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。保护层可分为阳极保护层和阴极保护层
金属的防腐 (1)在金属表面涂敷各种保护层 (a)非金属保护层 在金属表面涂上油漆、搪瓷、 塑料、沥青、高分子材料等,使金属与腐蚀介质隔开。 (b)金属保护层 在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。保护层可分为阳极保护层和阴极保护层
(2)加缓烛剂 在原电池的体系中加缓烛剂, 改变介质的性质,降低腐蚀速度。 (a)钝化促进型:铬酸盐,亚硝酸盐等; (b)形成沉淀膜:聚磷酸盐,聚硅酸盐等; (©)形成吸附膜:有机物分子,含有能吸附于金属表 面,电负性大的N,O,P,S的阴性基, 和阻碍腐烛性介质与金属表面接触 的非极性基(烷基)
(2)加缓蚀剂 在原电池的体系中 加缓蚀剂, 改变介质的性质,降低腐蚀速度。 (a) 钝化促进型:铬酸盐,亚硝酸盐等; (b) 形成沉淀膜:聚磷酸盐,聚硅酸盐等; (c) 形成吸附膜:有机物分子,含有能吸附于金属表 面,电负性大的N,O,P,S的阴性基, 和阻碍腐蚀性介质与金属表面接触 的非极性基(烷基)
(3)电化学保护 1.保护器保护 将电极电势较低的金属和被保护的金 属连接在一起,构成原电池。电极电势较低的金属作为 阳极而溶解,被保护的金属作为阴极而避免腐蚀。又称 牺牲阳极保护法。 2.阴极电保护利用外加直流电,将负极接到被保 护金属上,作为阴极。正极接到一些废金属作阳极, 使其受到腐蚀而保护了阴极。 3.阳极电保护利用外加直流电,将被保护金属接 到正极上,电极电势向正的方向移动,使金属“钝化” 而得到保护
(3)电化学保护 1.保护器保护 将电极电势较低的金属和被保护的金 属连接在一起,构成原电池。电极电势较低的金属作为 阳极而溶解,被保护的金属作为阴极而避免腐蚀。又称 牺牲阳极保护法。 2.阴极电保护 利用外加直流电,将负极接到被保 护金属上,作为阴极。正极接到一些废金属作阳极, 使其受到腐蚀而保护了阴极。 3.阳极电保护 利用外加直流电,将被保护金属接 到正极上,电极电势向正的方向移动,使金属“钝化” 而得到保护