第四节金属的电化学腐蚀和防护

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1、金属的腐蚀在生活中非常普遍钢铁生锈铜器生锈铜器表面生成铜绿Cu2(OH)2CO32007年8月1日，美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌。2、我国每年因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值(GNP)的2%～4%，钢铁因腐蚀而报废的数量约占钢铁当年产量的25%-30%。全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和的6倍。资料1、全球每一分钟就有一吨钢腐蚀成铁锈1965年冬天，在湖北省望山楚墓群中，出土了传说中的越王勾践剑。越王勾践剑的含铜量约为80%-83%、含锡量约为16%-17%。该剑出土时插在髹漆的木质剑鞘内。这

2、座墓葬深埋在数米的地下，墓室四周用白膏泥填塞，其下部采用的还是经过人工淘洗过的白膏泥，致密性更好。加上墓坑上部填土夯实，墓室几乎成了一个密闭的空间。墓处在现代荆州附近的漳河二干渠上，地下水位较高，该墓的墓室曾经长期被地下水浸泡，地下水酸碱性不大，基本上为中性，这从该墓出土的大量精美的漆木器保存情况较好而得到证实。让人惊奇的是，这把青铜宝剑穿越了两千多年的历史长河，但剑身几乎不见锈斑。它千年不锈的原因到底是什么呢？千年不锈之谜在古代墓葬中，青铜器发生锈蚀的途径一般说来有这样几条：在潮湿的条件下，有空气或氧气存在时，发生锈蚀，生成铜盐；在潮湿的条件下与贵重金属(如金、银等)接触，产

3、生电化学腐蚀；与硫或含有硫的物质接触，生成铜的硫化物等。：不纯的金属（或合金）接触到电解质溶液发生原电池反应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化所引起的腐蚀。一、金属的电化学腐蚀1、金属腐蚀的概念与实质金属腐蚀：金属或合金与周围接触的气体或液体进行氧化还原反应而损耗的现象。实质：金属M−ne-→Mn+（氧化反应）2、金属腐蚀的类型（1）化学腐蚀：金属直接接触强氧化剂而被氧化腐蚀的过程。（2）电化学腐蚀第四节金属的电化学腐蚀与防护钢铁腐蚀：钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸

4、性。水膜呈中性或酸性很弱。电极反应负极：FeFe−2e=Fe2+2Fe−4e=2Fe2+正极：C2H++2e=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-总反应：Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O化学腐蚀和电化学腐蚀的区别与联系化学腐蚀电化学腐蚀反应本质反应条件反应现象相互关系金属失电子被氧化金属与氧化剂直接接触不纯金属或合金与电解质溶液接触无电流产生，常伴随热效应有微弱电流产生两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍讨论：(2011浙江)将NaC

5、l溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆周中心区(a)已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环(b)，如图所示。导致该现象的主要原因是液滴之下氧气含量比边缘少。下列说法正确的是（）A．液滴中的Cl―由a区向b区迁移B．液滴边缘是正极区，电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH-C．液滴下的Fe因发生还原反应而被腐蚀，生成的Fe2＋由a区向b区迁移，与b区的OH―形成Fe(OH)2，进一步氧化、脱水形成铁锈D．若改用嵌有一铜螺丝钉的铁板，在铜铁接触处滴加NaCl溶液，则负极发生的电极反应为：Cu－2e－=CuCu2＋二、金属的电化学防护：1、牺牲阳极的阴极

6、保护法原理：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。用牺牲镁块的方法防地下钢铁管道的腐蚀镁块必须要定期更换牺牲阳极的阴极保护法用牺牲锌块的方法保护船身，锌块须定期更换实例2、外加电流阴极保护法将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。原理：辅助阳极（不溶性）除此以外还有其它防护方法？1、改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。2、金属表面覆盖保护层原理：如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密

7、的氧化物薄膜）作保护层。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。健身器材刷油漆以防锈衣架和电线的外面包上一层塑料层某些工具的“机械转动部位”选用油脂来防锈自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr讨论：下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是：1、在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：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2、防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有一般防腐条件保护＞无防腐条件规律小结1．以下现