山东理工大家3.4电解技术SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY原电池Zn(s) + Cu2+Zn2++ Cu (s)电解若E外=E(原电池），反应达到平衡;若E外>E(原电池），反应逆向，电解;盐桥Zn电解：使电流通过电解质溶液，而在两极上分别-发生氧化还原反应的过程Cu2++2e-CuZn-Zn?++2e与电源的负极相连的极叫做阴极，还原反应Zn2++2e→ZnCu-2e-→>Cu2+锌-铜电池图11-2与电源的正极相连的极叫做阳极，氧化反应相应电极上得失电子的过程均称放电
1 Zn(s) + Cu2+ Zn2+ + Cu (s) 原电池 电 解 若E外 =E(原电池），反应达到平衡； 若E外>E(原电池），反应逆向，电解； 电解：使电流通过电解质溶液，而在两极上分别 发生氧化还原反应的过程。 Ø 与电源的负极相连的极叫做阴极，还原反应. Ø 与电源的正极相连的极叫做阳极，氧化反应. 相应电极上得失电子的过程均称放电。 3.4 电解技术 Zn2++2eZn Cu-2eCu2+
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY的电极名称、电极反应及电子流方间写当电解池上外加电压由小到大逐渐变化时，将造成电解池阳极电势逐渐升高和阴极电3.4.2电解时电极上的反应(1）阴极反应在阴极上发生的是还原反应，即金属离子还原成金属或H+还原成 H.,如果电解液中含有多种金属离子，则电极电势越高的离子，越易获得电子而还原成金属。所逐渐降低。以在阴极电势逐渐由高变低的过程中，各种离子是按其对应的电极电势由高到低的次序先后如某电解液中含有浓度相同的Ag+、Cu2+和Cd2+，因E（Ag+/Ag）E（Cu2+/Cu）析出的。>E（Cd2+/Cd)，首先析出Ag，其次析出Cu，最后析出Cd。通常利用此原理，可以把几（2）阳极反应在阳极上发生的是氧化反应。电势越低的离子，越易在阳极上失去电子种金属依次分离。而氧化。因此，在电解时，在阳极电势逐渐由低变高的过程中，各种不同的离子依其电势由低到高的顺序先后放电而进行氧化反应。当阳极材料是Pt等情性金属，则电解时的阳极反应只是负离子放电，即Cl-、Br、I-及OH-等离子氧化成Cl2、Br2、I2和O2当阳极材料是Zn、Cu等较为活泼的金属，电解时的阳极反应既可能是电极分解为金属离子，又可能是OH-等负离子放电，其中哪一个反应所要求的放电电势低，就将会发生哪一个反应
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山东理工大家SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY【例3-10】用铜作电极，电解CuSO4水溶液，试指出两电极上的电解产物。电心解：溶液中存在着四种离子，即Cu2+、SO、H+、OH-，通电后，Cu2+、H+移向阴极，查附表6得E（Cu2+/Cu)=0.3402VE（H+/H2)=0.00V因为E（Cu2+/Cu)>E（H+/H2），c(Cu2+）>c(H+），所以Cu2+在阴极得电子析出Cu,电极反应为：Cu2++2e-→Cu溶液中的 SO、OH-向阳极移动，除这两种离子在阳极可能发生放电外，铜电极也可能发生氧化反应。查附表6得：E(Cu2+/Cu)=0.3402V8-6用E（O2/OH-)=0.401V其中 Ee代数值小的还原物质为 Suu首先在阳极失去电子，转变为 Cu+发生阳极溶日板溶峰C解。即aRERC+Cu2+总反应为Cu（阳极）+Cu（阴极）3.43T卜
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山东理工大客电解应用SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY1.电镀>电镀是应用电解的方法将一种金属镀到另一种金属零件表面上的过程。被镀金属作阴极，镀层作阳极。理工2.电抛光>电抛光的原理是在电解过程中，利用金属表面上凸出部分的溶解速率大于金属表面上凹入部分的溶解速率，从而使金属表面平滑光亮。把抛光工件作阳极，铅板作阴极，二者之间间距较大，电解液为含磷酸、硫酸和铬酐的溶液，不流动
4 1.电镀 Ø电镀是应用电解的方法将一种金属镀到另一种金属零件表面 上的过程。被镀金属作阴极，镀层作阳极。 2.电抛光 Ø电抛光的原理是在电解过程中，利用金属表面上凸出部分的 溶解速率大于金属表面上凹入部分的溶解速率，从而使金属表 面平滑光亮。 把抛光工件作阳极，铅板作阴极，二者之间间距 较大，电解液为含磷酸、硫酸和铬酐的溶液，不流动。 电解应用
山东理工大客3.5金属的腐蚀与防护SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY金属腐蚀的普遍性与危害金属和周围介质发生化学或电化学作用而引起的变质和破坏叫金属腐蚀金属腐蚀是自发的过程，腐蚀现象十分普遍金属腐蚀直接或间接地造成巨大的经济损失，估计世界上每年由于腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢铁年产量的25%左右，其至还会引起停工停产、环境污染、危及人身安全等严重的事故。但金属腐蚀有时也会给人类带来加工方便等可利用之处
5 金属腐蚀直接或间接地造成巨大的经济损失，估计 世界上每年由于腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢铁年产 量的 25% 左右，甚至还会引起停工停产、环境污染、 危及人身安全等严重的事故。但金属腐蚀有时也会给人 类带来加工方便等可利用之处。 金属腐蚀的普遍性与危害 金属和周围介质发生化学或电化学作用而引起的 变质和破坏叫金属腐蚀。 金属腐蚀是自发的过程，腐蚀现象十分普遍。 3.5 金属的腐蚀与防护
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY金属腐蚀的分类根据金属腐蚀过程的不同特点，可将其主要划分为二大类：化学腐蚀电化学腐蚀金属管线被腐蚀产生许多小洞
6 根据金属腐蚀过程的 不同特点，可将其主要划 分为二大类： 金属腐蚀的分类 化学腐蚀 电化学腐蚀 金属管线被腐蚀产生许多小洞
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY化学腐蚀单纯由化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀金属在非电解质溶液中或干燥的气体中环境中的腐蚀一般都为化学腐蚀。例如电气绝缘油、润滑油、液压油以及干燥的空气中的O，H,S，SO,，Cl,等物质与电气、机械设备中的金属接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫化物、氯化物等，都属于化学腐蚀
7 化学腐蚀 例如电气绝缘油、润滑油、液压油以及干燥的空 气中的 O2，H2S，SO2，Cl2 等物质与电气、机械设备 中的金属接触时，在金属表面生成相应的氧化物、硫 化物、氯化物等，都属于化学腐蚀。 单纯由化学作用而引起的腐蚀称为化学腐蚀。 金属在非电解质溶液中或干燥的气体中环境中的 腐蚀一般都为化学腐蚀
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGY金属与高温水蒸气反应金属与高温水蒸气也能发生反应，这是造成锅炉和管道严重腐蚀的重要原因之一：Fe + H,O(g) FeO + H22 Fe + 3 HO(g) Fe2O3 + 3 H23 Fe + 4 H20(g)Fe3O4 + 4 H在反应中生成一层由FeO，Fe2O3，Fe,O4组成的氧化皮，同时还产生了氢气
8 金属与高温水蒸气也能发生反应，这是造成锅炉和 管道严重腐蚀的重要原因之一： 金属与高温水蒸气反应 Fe + H2O(g) FeO + H2 2 Fe + 3 H2O(g) Fe2O3 + 3 H2 3 Fe + 4 H2O(g) Fe3O4 + 4 H2 在反应中生成一层由 FeO，Fe2O3，Fe3O4 组成的 氧化皮，同时还产生了氢气
山东理工大客SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY脱碳现象钢铁中的渗碳体(Fe,C)还可以与高温水蒸气反应，产生脱碳现象：Fe,C + H2O(g) 3Fe + CO + H2发这些反应都是可逆反应。在高温下，虽然正反应的△G值比常温时有所增加，但仍远小于零，即平衡强烈地偏向右边
9 钢铁中的渗碳体(Fe3C)还可以与高温水蒸气反应， 产生脱碳现象： 脱碳现象 Fe3C + H2O(g) 3 Fe + CO + H2 这些反应都是可逆反应。在高温下，虽然正反应的 Δ rGm 值比常温时有所增加，但仍远小于零，即平衡强 烈地偏向右边
山东理工大客氢脆SHANDONGUNIVERSITYOETECHNOLOGY在渗碳体与水蒸气的反应中，渗碳体从邻近的尚未反应的区域不断迁移到钢铁表面，使钢材内部的Fe，C逐渐减少，形成脱碳层氧化层福脱碳层工件图：工作表面氧化脱碳层由于脱碳反应及其它氧化还原反应生成的氢因扩散渗入钢铁内部，使钢铁产生脆性，这就是所谓的氢脆钢的脱碳和氢脆会造成钢的表面硬度和内部强度的降低造成危害
10 标题 在渗碳体与水蒸气的反应中，渗碳体从邻近的尚未 反应的区域不断迁移到钢铁表面，使钢材内部的 Fe3C 逐渐减少，形成脱碳层。 氢脆 图 ： 工作表面氧化脱碳层 脱碳层 工 件 氧化层 由于脱碳反应及其它氧化还原反应生成的氢因扩散 渗入钢铁内部，使钢铁产生脆性，这就是所谓的氢脆。 钢的脱碳和氢脆会造成钢的表面硬度和内部强度的降低， 造成危害