金属的电化学腐蚀与防护省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、第四节第四节金属电化学腐蚀与防护金属电化学腐蚀与防护第1页被腐蚀金属被腐蚀金属第2页第3页第4页第5页第6页因为金属腐蚀而使桥梁坍塌因为金属腐蚀而使桥梁坍塌第7页我国每年因金属腐蚀造成损失占国民生产总值我国每年因金属腐蚀造成损失占国民生产总值(GNP)(GNP)2%2%4%4%,钢铁因腐蚀而报废数量约占钢铁当,钢铁因腐蚀而报废数量约占钢铁当年产量年产量25%-30%25%-30%。全世界每年因为金属腐蚀造成。全世界每年因为金属腐蚀造成直接经济损失约达直接经济损失约达70007000亿美元,是地震、水灾、台亿美元,是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和风等自然灾害造成损失总和6 6倍。倍。资料
2、资料第8页金属被腐蚀后有什么危害?金属被腐蚀后有什么危害?思索与归纳:思索与归纳:(1)外形、色泽、机械性能发生改变;)外形、色泽、机械性能发生改变;(2)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;(3)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;(4)地下金属管道泄漏;)地下金属管道泄漏;(5)轮船船体损坏;)轮船船体损坏;(6)金属腐蚀还可能造成环境污染。)金属腐蚀还可能造成环境污染。损耗金属 损坏机械设备 造成经济损失 造成严重事故(1)外形、色泽、机械性能发生改变;)外形、色泽、机械性能发生改变;(2)影响机器、仪表设备精度和灵
3、敏度,以至报废;)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;(3)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;(1)外形、色泽、机械性能发生改变;)外形、色泽、机械性能发生改变;(2)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;(4)地下金属管道泄漏;)地下金属管道泄漏;(3)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;(1)外形、色泽、机械性能发生改变;)外形、色泽、机械性能发生改变;(2)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;(5)轮船船体损坏;)轮船船体损坏;(4)地下金
4、属管道泄漏;)地下金属管道泄漏;(3)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;(1)外形、色泽、机械性能发生改变;)外形、色泽、机械性能发生改变;(2)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;(6)金属腐蚀还可能造成环境污染。)金属腐蚀还可能造成环境污染。(5)轮船船体损坏;)轮船船体损坏;(4)地下金属管道泄漏;)地下金属管道泄漏;(3)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;)桥梁、建筑物强度降低而坍塌;(1)外形、色泽、机械性能发生改变;)外形、色泽、机械性能发生改变;(2)影响机器、仪表设备精度和灵敏度,以至报废;)影响机器、仪表设备
5、精度和灵敏度,以至报废;第9页一、金属电化学腐蚀一、金属电化学腐蚀一、金属电化学腐蚀一、金属电化学腐蚀金属与周围气体或液体物质发生氧化还原反应而引发金属与周围气体或液体物质发生氧化还原反应而引发损耗现象。损耗现象。2 2、金金金金属属属属腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀类类类类型型型型(1)化学腐蚀)化学腐蚀(2)电化学腐蚀)电化学腐蚀(更普遍且危害大)(更普遍且危害大)1、金属腐蚀:、金属腐蚀:实质:实质:发生氧化还原反应发生氧化还原反应 M-ne-=M n+第10页金属与接触到干燥气体(如金属与接触到干燥气体(如O2,Cl2,SO2)或非电解质)或非电解质液体液体(石油石油)等直接发生化学反应引发腐蚀叫做
6、化学腐等直接发生化学反应引发腐蚀叫做化学腐蚀。蚀。3、化学腐蚀、化学腐蚀(2)原理)原理:(1)定义:)定义:(3)影响原因:)影响原因:金属跟氧化剂金属跟氧化剂直接直接发生氧化还原反应。发生氧化还原反应。金属越活泼,越易被腐蚀;金属越活泼,越易被腐蚀;金属所处环境温度越高,腐蚀速率越快金属所处环境温度越高,腐蚀速率越快氧化剂浓度越大,腐蚀速率越快。氧化剂浓度越大,腐蚀速率越快。第11页4 4、电化学腐蚀、电化学腐蚀 不纯金属(或合金)跟电解质不纯金属(或合金)跟电解质溶液接触时,会溶液接触时,会发生原电池反应发生原电池反应,比较活泼金属失去电子而被氧化,比较活泼金属失去电子而被氧化,这种腐蚀
7、叫做这种腐蚀叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。不纯金属(或合金)不纯金属(或合金)发生原电池反应发生原电池反应负极金属失电子被氧化第12页科学探究 现有洁净无锈铁钉,试管、植物油、现有洁净无锈铁钉,试管、植物油、NaCl溶液、溶液、CH3COOH溶液和煮沸后快速冷溶液和煮沸后快速冷却蒸馏水,你也能够选取其它物品,设计试却蒸馏水,你也能够选取其它物品,设计试验探究铁钉锈蚀需要哪些条件,以及在什么验探究铁钉锈蚀需要哪些条件,以及在什么条件下锈蚀速率快。条件下锈蚀速率快。不一样条件下铁钉腐蚀不一样条件下铁钉腐蚀第13页试验方案CH3COOH溶液溶液煮沸后快速冷却蒸馏水NaCl溶液溶液煮沸后快速冷却蒸馏水植物
8、油植物油统计结结论论有气泡产有气泡产生,反应生,反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快因为无因为无O2,较长时间铁较长时间铁钉未被腐蚀钉未被腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无现象无现象因为无因为无O2,铁钉未,铁钉未被腐蚀被腐蚀无现象无现象因为无因为无O2、H2O铁钉不铁钉不能被腐能被腐蚀蚀植植物物油油第14页钢铁在干燥空气里长时间不易被腐钢铁在干燥空气里长时间不易被腐蚀蚀,但在潮湿空气里却很快被腐蚀但在潮湿空气里却很快被腐蚀,这是什么原因呢这是什么原因呢?在潮湿空气里在潮湿空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄水膜。水膜中溶钢铁表面吸
9、附了一层薄薄水膜。水膜中溶解有来自大气中解有来自大气中CO2、SO2、H2S等气体等气体 使水膜中含有一定量使水膜中含有一定量H+H2O+CO2 H2CO3 H+HCO3 -H2O H+OH-这么在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜这么在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜,它跟钢它跟钢铁里铁和少许碳组成无数微小原电池。铁里铁和少许碳组成无数微小原电池。第15页钢铁钢铁析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图钢铁钢铁吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图负极(负极(Fe):Fe2e=Fe2+正极(正极(C):):水膜酸性较强 2H+2e=H2 水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性 2H2O+O2+4e=4OH电解质溶
10、液电解质溶液钢铁钢铁 其中铁作负极其中铁作负极,碳作正极碳作正极第16页析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件电电极极反反应应负极负极Fe(-)正极正极C(+)总反应总反应联络钢铁钢铁析氢腐蚀析氢腐蚀和和吸氧腐蚀吸氧腐蚀比较比较水膜呈水膜呈酸性酸性水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性很弱或呈中性2H +2e=H2+_2Fe-4e=2Fe2+_ Fe-2e=Fe2+_O2+2H2O+4e=4OH_2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2Fe+2H =+Fe +H22+深入反应深入反应4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3 xH2O铁锈成份铁锈成份通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐
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