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第四节 金属的电化学腐蚀与防护
一、金属的电化学腐蚀
1、金属腐蚀:是金属与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而
引起损耗的现象。
(分为化学腐蚀和电化学腐蚀)
电化腐蚀
化学腐蚀
条件
不纯金属或合金与电解质溶
液接触
金属与非电解质直接接触
现象
有微弱的电流产生
无电流产生
本质
较活泼的金属被氧化的过程
金属被氧化的过程
关系
化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生,但电化学腐蚀更
加普遍,危害更严重
2、电化学腐蚀分类:
(1)析氢腐蚀——腐蚀过程汇总不断有氢气放出
条件:潮湿空气中形成的水膜,酸性较强
(水膜中溶解有CO2、SO2、H2S 等)
电极反应:负极:Fe—2e-=Fe2+ 正极:2H++2e-=H2↑
总反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑
(2)吸氧腐蚀——反应过程中吸收氧气
条件:中性或弱酸性溶液
电极反应:负极:2Fe—4e-=2Fe2+ 正极:O2+4e-+2H2O=4OH--
总反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
离子方程式:Fe2++2OH-=Fe(OH)2
生成的Fe(OH)2被空气中的O2氧化,生成Fe(OH)3,
Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 ,Fe(OH)3 脱去一部分水就
生成Fe2O3·xH2O
3、金属腐蚀快慢的规律:
在同一电解液中:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化
学腐蚀>有防腐措施的腐蚀
二、金属的电化学防护
1、改变金属的内部组织机构,使组织结构发生变化,耐腐蚀。如:
不锈钢。
2、在金属表面覆盖保护层。常见方式有:涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、
塑料等;使表面生成致密氧化膜;在表面镀一层有自我保护作用的
另一种金属。
3、电化学保护法:
(1)牺牲阳极的阴极保护法——原电池原理
原理:原电池反应中,负极被腐蚀,正极不变化。
负极:比被保护金属活泼的金属;
正极:被保护的金属设备。
应用:在被保护的钢铁设备上装上若干锌块,腐蚀锌块保护钢铁
设备。
(2)外加电流的阴极保护法——电解原理
原理:通电,使钢铁设备上积累大量电子,使金属原电池反应
产生的电流不能输送,从而防止金属被腐蚀。
阴极:被保护的金属设备;
阳极:惰性金属。
应用:把被保护的钢铁设备作为阴极,惰性电极作为辅助阳极,
均存在于电解质溶液中,接上外加直流电源。通电后电子大量在
钢铁设备上积累,抑制了钢铁失去电子的反应。