金属的电化学腐蚀和防护省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第四章第四章 电化学基础电化学基础第第4节节 金属电化学腐蚀与防护金属电化学腐蚀与防护第1页锈蚀轮船锈蚀轮船锈锈蚀蚀闸闸门门锈锈蚀蚀楼楼梯梯锈锈蚀蚀大大桥桥第2页金属被腐蚀危害？金属被腐蚀危害？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）影响机器、仪表设备精度和灵敏度，以至报废；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；第3页全球全球每一分钟每一分钟就有就有1吨钢腐蚀成铁锈吨钢腐蚀成铁锈.全世界每年因为金属腐蚀造成直接经济损失约达全世界每年因为金属腐蚀造成直接经济损失约达7000亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成亿美元，是地震、水灾、台风等自然灾害造成损失总和损失总和6倍。倍。全球每年钢铁腐蚀经济损失约占各国国民生产总值全球每年钢铁腐蚀经济损失约占各国国民生产总值2%4%，我国钢铁腐蚀经济损失高达我国钢铁腐蚀经济损失高达28002800亿人民亿人民币币，约占国民生产总值，约占国民生产总值4%，每年约有当年产量，每年约有当年产量25%-30%钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成损钢铁因腐蚀而报废。腐蚀给人类造成损失是惊人。失是惊人。第4页不纯金属跟电解质溶液接触不纯金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活时，会发生原电池反应，比较活泼金属失电子而被氧化腐蚀泼金属失电子而被氧化腐蚀叫做叫做电化学腐蚀电化学腐蚀。一、金属电化学腐蚀一、金属电化学腐蚀一、金属电化学腐蚀一、金属电化学腐蚀1、金属腐蚀：、金属腐蚀：是金属与周围接触到气体或液体物质发是金属与周围接触到气体或液体物质发生氧化还原反应而引发损耗现象。生氧化还原反应而引发损耗现象。3、金金属属腐腐蚀蚀类类型型（1）化学腐蚀）化学腐蚀（2）电化学腐蚀）电化学腐蚀金属跟接触到干燥气体或非金属跟接触到干燥气体或非电解质液体等直接发生化学电解质液体等直接发生化学反应引发腐蚀叫做反应引发腐蚀叫做化学腐蚀化学腐蚀。2、金属腐蚀本质：、金属腐蚀本质：M-ne-=M n+第5页4、钢铁生锈原理、钢铁生锈原理试验现象：试验现象：几分钟后几分钟后,装置中导管中水柱上升装置中导管中水柱上升讨论，小结：讨论，小结：装置中导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减装置中导管中水柱上升，说明大试管内气体压强减小，小，则装置中有气体参加反应。则装置中有气体参加反应。思索：思索：为何钢铁在干燥空气中不易生锈，而在潮为何钢铁在干燥空气中不易生锈，而在潮湿空气中却易生锈？发生了什么反应？湿空气中却易生锈？发生了什么反应？试验试验4-3第6页钢铁钢铁吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意图示意图第7页钢铁钢铁析氢腐蚀析氢腐蚀示意图示意图第8页钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈）（铁锈）水膜呈水膜呈酸性酸性水膜呈水膜呈中性或酸性很弱中性或酸性很弱Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H+=Fe2+H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金属腐蚀以电化腐蚀为主，金属腐蚀以电化腐蚀为主，电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主电化腐蚀又以吸氧腐蚀为主(pH5.6时时)若若pH(2)(1)(3)(4)第14页在同一电解质溶液中，金属腐蚀快慢：在同一电解质溶液中，金属腐蚀快慢：电解池阳极原电池负极化学腐蚀电解池阳极原电池负极化学腐蚀原电池正极电解池阴极原电池正极电解池阴极外接电源阴极保护法牺牲阳极阴极保护外接电源阴极保护法牺牲阳极阴极保护法有普通防腐条件保护无防腐条件法有普通防腐条件保护无防腐条件防腐办法由好到坏次序以下：防腐办法由好到坏次序以下：第15页在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层 比如：比如：喷涂漆；喷涂漆；涂油脂；涂油脂；表面钝化；表面钝化；电电镀镀(在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强金属镀层在钢铁表面形成铬等耐腐蚀性较强金属镀层)等。等。改变金属内部组成结构，制成合金改变金属内部组成结构，制成合金 在钢铁中加入一定百分比铬和镍（在钢铁中加入一定百分比铬和镍（14%8%Cr，7%9%Ni），改变钢铁内部组成和结构，可），改变钢铁内部组成和结构，可极大程度地提升钢铁抗腐蚀性能，这就是常见极大程度地提升钢铁抗腐蚀性能，这就是常见“不锈钢不锈钢”(合金合金)。3、金属常见其它防护方法、金属常见其它防护方法第16页烤蓝烤蓝涂机油涂机油烤漆烤漆涂凡士林涂凡士林镀铬镀铬镀铬镀铬自行车金属部件采取了什么样防护自行车金属部件采取了什么样防护办法办法?第17页二、金属防护二、金属防护 金属发生电化学腐蚀时金属发生电化学腐蚀时,是在金是在金属表面形成原电池反应属表面形成原电池反应.(1)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层:a.在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀非金属材料。塑料等耐腐蚀非金属材料。这些金属常因这些金属常因氧化而形成一氧化而形成一层致密氧化物层致密氧化物薄膜，从而阻薄膜，从而阻止水和空气等止水和空气等对钢铁腐蚀。对钢铁腐蚀。b.用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀金属，如锌、锡、铬、镍等。易被腐蚀金属，如锌、锡、铬、镍等。第18页1、以下各情况，在其中以下各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢次序次序是是_(5 5)(2 2)(1 1)(3 3)(4 4)练习：练习：第19页2、以下装置中四块相同以下装置中四块相同Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快次序是次序是_(4 4)(2 2)(1 1)(3 3)第20页3 3、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应、钢铁发生吸氧腐蚀时，发生还原反应电极反应式是（电极反应式是（）A A、Fe 2eFe 2e-=Fe=Fe 2+2+B B、2H 2H+2e2e-=H=H2 2 C C、4OH 4OH-4e-4e-=2H=2H2 2O+OO+O2 2 D D、2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e-=4OH =4OH-D D第21页4 4、以下事实不能用电化学理论解释是、以下事实不能用电化学理论解释是 (）A A、轮船吃水线以下船壳上装一定数量锌块、轮船吃水线以下船壳上装一定数量锌块B B、铝片不用特殊方法保护、铝片不用特殊方法保护C C、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少许、纯锌与稀硫酸反应时，滴入少许CuSOCuSO4 4溶液后溶液后速率加紧速率加紧D D、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用、镀锌铁（在铁上镀一层锌）比镀锡耐用B B第22页课堂小结金属电化学腐蚀金属电化学腐蚀钢铁腐蚀：钢铁腐蚀：析氢腐蚀析氢腐蚀、吸氧腐蚀、吸氧腐蚀金属防护方法总结金属防护方法总结1)改变金属内部结构改变金属内部结构2)在金属表面覆盖保护层在金属表面覆盖保护层3)电化学保护法：电化学保护法：牺牲阳极保护法、外加电流保护法牺牲阳极保护法、外加电流保护法第23页作业作业1.红对勾红对勾讲义讲义 2.课时作业课时作业27第24页