析氢腐蚀和吸氧腐蚀的例子
铁的吸氧腐蚀 析氢腐蚀 电化学腐蚀 化学腐蚀的关系
铁的吸氧腐蚀、析氢腐蚀和电化学腐蚀之间的关系引言在日常生活中，我们经常会见到铁制品被氧气腐蚀、析氢腐蚀或发生电化学腐蚀的现象。
这些腐蚀现象不仅影响了铁制品的外观和性能，还可能对工业和基础设施造成严重的损害。
了解铁的吸氧腐蚀、析氢腐蚀和电化学腐蚀之间的关系，对于防止腐蚀、延长铁制品的使用寿命具有重要意义。
铁的吸氧腐蚀铁的吸氧腐蚀是指铁与氧气发生化学反应，生成铁的氧化物的过程。
当铁暴露在空气中时，铁表面的铁原子与空气中的氧气发生反应，生成铁的氧化物，常见的有铁锈（Fe2O3）和黑铁矾（FeSO4）。
这种腐蚀过程是一个氧化反应，同时也是一个放热反应。
铁的吸氧腐蚀是一个自发的过程，速度取决于环境条件，如湿度、温度和氧气浓度。
在潮湿的环境中，铁的吸氧腐蚀速度更快。
此外，铁的吸氧腐蚀还会受到其他因素的影响，如酸雨、盐水等。
铁的析氢腐蚀铁的析氢腐蚀是指铁与酸性环境中的酸发生化学反应，生成氢气的过程。
当铁暴露在酸性环境中时，铁表面的铁原子与酸发生反应，生成氢气和相应的盐。
这种腐蚀过程是一个还原反应，同时也是一个放热反应。
铁的析氢腐蚀是一个自发的过程，速度取决于环境条件，如酸的浓度、温度和铁与酸接触的时间。
在浓度较高的酸中，铁的析氢腐蚀速度更快。
此外，铁的析氢腐蚀还会受到其他因素的影响，如氧气的存在、温度的变化等。
电化学腐蚀电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的腐蚀现象。
在电解质溶液中，金属表面会发生氧化和还原反应，形成阳极和阴极区域，从而导致金属的腐蚀。
对于铁的电化学腐蚀来说，铁表面的一部分被氧化成离子，并在溶液中扩散，同时在阴极区域发生还原反应。
电化学腐蚀的速度取决于多个因素，如电解质溶液的成分、温度、金属的表面状态和电位差等。
在电解质溶液中，如果存在其他金属或电解质的离子，会形成电化学腐蚀的电池。
此外，金属表面的缺陷和不均匀性也会加速电化学腐蚀的发生。
铁的吸氧腐蚀、析氢腐蚀和电化学腐蚀的关系铁的吸氧腐蚀、析氢腐蚀和电化学腐蚀之间存在着一定的关系。
吸氧腐蚀和析氧腐蚀是怎么回事
吸氧腐蚀和析氧腐蚀是怎么回事吸氧腐蚀和析氧腐蚀是怎么回事？有什么区别？吸氧腐蚀是指金属做负极，惰性非金属作正极的一类原电池反应，例如铁生锈的反应就是吸氧腐蚀，铁做负极，铁中的杂质等物质作正极，正极发生反应O2 + 4e- +2H20 = 4OH-，吸收氧气负极发生反应Fe - 2e- = Fe2+析氢腐蚀是指以酸为电解液的一类原电池反应，例如铁-锌，稀硫酸为电解液的原电池，正极发生反应2H+ + 2e- = H2，析出了氢气负极发生反应Zn - 2e- = Zn2+析氢腐蚀~~~~~~~~1 在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。
2 在钢铁制品中一般都含有碳。
在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。
水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H 增多。
是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。
3 发生析氢腐蚀的体系3.1 标准电位很负的活泼金属3.2 大多数工程上使用的金属，如Fe3.3 正电性金属一般不会发生析氢腐蚀。
但是当溶液中含有络合剂时，正电性金属(如Cu，Ag)也可能发生析氢腐蚀。
4 析氢腐蚀的三种控制类型：4.1 阴极极化控制：如Zn在稀酸溶液中的腐蚀。
因为Zn是高氢过电位金属，故为阴极极化控制。
其特点是腐蚀电位与阳极反应平衡电位靠近。
对这种类型的腐蚀体系，在阴极区析氢反应交换电流密度的大小将对腐蚀速度产生很大影响。
4.2 阳极极化控制：只有当金属在酸溶液中能部分钝化，造成阳极反应阻力大大增加，才能形成这种控制类型。
有利于阳极钝化的因素使腐蚀速度减小。
4.3 混合控制：阴阳极极化程度差不多，称为混合控制。
其特点是：腐蚀电位离阳极反应和阴极反应平衡电位都足够远。
对于混合控制的腐蚀体系，减小阴极极化或减小阳极极化都会使腐蚀电流密度增大。
5 析氢腐蚀的影响因素5.1 溶液方面（1）pH值：溶液pH值对析氢腐蚀速度影响很大，随pH值下降，腐蚀速度迅速增大。
高中化学-第四节 析氢吸氧腐蚀
金属的防护方法
思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金 属腐蚀的方法？
1、覆盖保护层
衣架和电线的外面包 某些工具的“机械转动部位”选
上一层塑料层
用油脂来防锈,为什么不能用油漆
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀 健身器材刷上油一漆层以既防耐锈腐蚀又耐磨的Cr
金）
1、析氢腐蚀（酸性水溶液）
负极：Fe － 2e － = Fe2+ 正极：2H+ + 2e－ = H2↑ 总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
2、吸氧腐蚀（中性或弱酸性水溶液）
负极：2Fe - 4e =2Fe2+ 正极：O2 + 2H2O + 4e = 4OH－
2、牺牲阳极的阴极保护法
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。航海船
只的船底四周镶嵌锌块，就是利用牺牲 阳极保护法来保护船体的。
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
锌块
航海的船只 的船底四周 镶嵌锌块 （白色）， 就是利用牺 牲阳极的阴 极保护法。
总反应：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
后续反应：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
条件
电 极
负极Fe(-)
反 应
正极C(+)
总反应
联系
析氢腐蚀
水膜呈酸性
吸氧腐蚀
水膜呈中性或酸性很弱
Fe-2e--=Fe2+
析氢腐蚀的实例
析氢腐蚀的实例
氢腐蚀是一种金属腐蚀现象，主要是由于金属表面与氢气发生反应产生氢化物或氢离子，导致金属内部发生损伤。
以下是几个氢腐蚀的实例：
1. 石油钻井管道：石油中含有大量的氢化物，当石油通过钻井管道时，其中的氢化物会与管道金属发生反应，生成氢离子并引起金属的氢腐蚀。
2. 锅炉和蒸汽发生器：在高温高压的蒸汽环境中，金属表面会受到腐蚀，氢离子会渗入金属内部，导致金属的氢腐蚀。
3. 高强度钢材：一些高强度钢材在应力环境下容易发生氢腐蚀。
例如，当高强度钢材处于腐蚀性介质中，并承受着应力时，金属表面会产生氢离子，并在应力作用下渗入金属内部，导致氢脆和氢腐蚀的发生。
4. 镀锌钢材：在某些环境条件下，如酸性环境或高温环境，锌会与酸中的氢离子反应生成氢气，从而引起锌的氢腐蚀。
这些都是氢腐蚀的实例，氢腐蚀会导致金属的强度和耐久性下降，甚至引起严重的结构破坏，因此需要采取适当的防护措施来减少氢腐蚀的发生。
铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀方程式
铁的腐蚀是一个常见的化学现象，其中最常见的两种腐蚀类型是吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
这两种腐蚀类型都涉及到铁与周围环境的化学反应，但反应条件和产物有所不同。
首先，我们来看析氢腐蚀。
析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，此时铁会与氢离子发生反应，生成氢气和亚铁离子。
具体的化学方程式为：
extFe+2extH+→extFe2++extH2
这个反应是一个典型的置换反应，其中铁被氧化成亚铁离子，而氢离子被还原成氢气。
由于这个反应会释放出氢气，所以被称为析氢腐蚀。
接下来，我们来看吸氧腐蚀。
吸氧腐蚀主要发生在弱酸性、中性或碱性环境中，此时铁会与水和氧气发生反应，生成氢氧化亚铁和氢氧根离子。
具体的化学方程式为：
4extFe+3extO2+6extH2extO→4extFe(OH)2
这个反应是一个氧化还原反应，其中铁被氧化成亚铁离子，而氧气被还原成氢氧根离子。
由于这个反应需要吸收氧气，所以被称为吸氧腐蚀。
值得注意的是，氢氧化亚铁并不稳定，它会进一步与水和氧气反应生成氢氧化铁，这也是铁锈的主要成分。
总的来说，铁的吸氧腐蚀和析氢腐蚀都是铁与周围环境发生的化学反应，但反应条件和产物有所不同。
析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中，生成氢气和亚铁离子；而吸氧腐蚀主要发生在弱酸性、中性或碱性环境中，生成氢氧化亚铁和氢氧根离子。
这两种腐蚀类型都会导致铁的损坏和失效，因此需要采取适当的措施来防止铁的腐蚀。
析氢、吸氧腐蚀
金属的电化学腐蚀的实质是金属、金属中的杂质（或合金）与金属表面的水膜形成了无数微小的原电池，较活泼的金属作为负极，失去电子被氧化而发生腐蚀。
以钢铁在潮湿的空气中生锈威力，在潮湿的空气里，钢铁的表面会吸附一层薄薄得水膜，水膜里溶有CO2、SO2、H2S等气体，使水膜里含有一定量的H+，如果水膜的酸性较弱或呈中性，也会溶有一定量的氧气。
结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜，它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好构成原电池。
这些微小的原电池遍布钢铁的表面，在这些原电池里，铁是负极，碳是正极，因此，铁被氧化而生锈。
通常有两类腐蚀：
1、析氢腐蚀：若电解质溶液酸性较强，则发生析氢腐蚀。
负极：Fe—2e— = Fe2+ 正极：2H++2e—= H2↑
总：Fe+2H+=Fe2++H2↑
2、吸氧腐蚀：若电解质溶液酸性很弱或呈中性，则发生吸氧腐蚀。
负极：2Fe—4e— = 2Fe2+ 正极：2H2O+O2+4e— = 4OH—
总：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2
Fe（OH）2继续与空气中的O2反应生成Fe（OH）3，再进一步形成铁锈（Fe3O4·H2O）铁锈稀松的覆盖在钢铁表面，不能阻止钢铁进一步被腐蚀。
吸氧腐蚀是金属腐蚀的主要形式。
纯铁的抗腐蚀能力很强。
第三章2析氢腐蚀和吸氧腐蚀ppt课件
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氧的阴极还原过程
1. 2. 3. 4. 氧穿过空气/溶液界面进入溶液； 在溶液对流等传质过程的作用下，氧迁移到阴极表面附近； 在扩散层范围内，氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面； 在阴极表面氧分子发生还原反应。（离子化反应）
这四个步骤中，步骤(1)和(2)一般不成为控制步骤；多 数情况下步骤(3)为控制步骤；在加强搅拌或流动的腐蚀介质 中，步骤(4)可成为控制步骤。
2
3
二、析氢腐蚀步骤
在酸性溶液中：H3O++2e H2+2H2O 1、 H3O++ H+ + H2O 2、 H+ +M(e) MH（迟缓放电） 3、 MH+MH H2+2M（复合脱附） 或MH+H+ +M(e) H2+2M （电化学脱附） 4、 H2分子形成氢气泡逸出。 在中性与弱碱性溶液中：2H2O+2e H2+2OH1、 水分子到达电极表面，OH-离开电极表面 2、 H2O H++OHH+ +M(e) MH （迟缓放电） 3、 MH+MH H2+2M （复合脱附） [或MH+H+ +M(e) H2+2M （电化学脱附） 4、 H2分子形成氢气泡逸出。
4
三、氢去极化的阴极极化曲线与氢过电位
在氢去极化腐蚀的过程中，由于缓慢步骤所形成的阻力导 致了阴极的极化，一般情况下，控制步骤为电化学步骤。氢去 极化的阴极极化曲线如下图所示。 在一般腐蚀情况下，电极电势偏离平衡位置较大距离，处 于强极化区，过电势与电流密度满足关系式：
a b lg i
Cu(CN)43-
钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀
降低温度
通过降低环境温度，减缓 腐蚀速率。
03
钢铁的吸氧腐蚀
吸氧腐蚀的定义与原理
吸氧腐蚀的定义
钢铁在酸性环境中发生电化学腐蚀时，阴极反应是氢离子得到电子变为氢气，这种腐蚀称为析氢腐蚀 ；而在弱酸性、中性或碱性环境中，钢铁腐蚀的阴极反应是氧得电子被还原为氢氧根离子，这种腐蚀 称为吸氧腐蚀。
吸氧腐蚀的原理
防护涂料与涂层的性能评价与应用范围
耐化学品性：评价涂层对各种化学品的抵抗能力，要求耐化学品性好以防止腐蚀 。
应用范围包括但不限于以下领域
石油化工：由于工作环境恶劣，钢铁设备需要使用防护涂层以防止严重的化学腐 蚀。
防护涂料与涂层的性能评价与应用范围
交通运输
汽车、船舶、飞机等交通运输工具大量使 用钢铁材料，需要使用防护涂层以防止腐 蚀和磨损。
使用化学反应如聚合、缩聚等使涂料固化 成防护涂层。
浸涂法
将钢铁浸泡在涂料中，使涂料渗入钢铁表 面形成涂层。
防护涂料与涂层的表面的黏合强度，要求高附着力 以保证防护效果。
耐磨性
评价涂层的耐磨性能，要求耐磨性好以抵抗环境 中的摩擦和冲击。
耐候性
评价涂层在各种环境条件下的耐久性，要求耐候 性好以维持防护效果。
电化学保护
通过施加电流或改变金属电位来防止或减缓金属腐蚀。
02
钢铁的析氢腐蚀
析氢腐蚀的定义与原理
定义
钢铁在酸性环境中发生的腐蚀过程，称为析氢腐蚀。
原理
钢铁中的铁和碳形成微电池，当环境为酸性时，微电池的正极反应是2H⁺ + 2e⁻ → H₂，负极反应是Fe - 2e⁻ → Fe²⁺，形成氢气和亚铁离子。
控制环境湿度
降低环境湿度可以有效减少钢铁表面的水膜厚度，从而降 低其吸氧腐蚀速度。例如，可以在仓库或生产车间安装除 湿机或空调等设备来控制湿度。
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析氢腐蚀和吸氧腐蚀都是金属在潮湿的空气中发生的电化学腐蚀的例子。
析氢腐蚀是指金属在酸性环境中发生的腐蚀，例如铁在酸性溶液中发生的腐蚀。
在这个过程中，铁失去电子形成亚铁离子进入电解质溶液，电子经过一段导体到达碳等不活泼电极，溶液中的氢离子结合电子生成氢气。
吸氧腐蚀是指金属在溶有一定量氧气的中性或弱酸性溶液中发生的腐蚀，例如钢铁在潮湿空气中的腐蚀。
在这个过程中，铁失去电子形成亚铁离子进入电解质溶液，电子经过一段导体到达碳等不活泼电极，溶液中的氧离子结合电子生成氧气。
通过观察虚拟仿真电化学装置可以观察到这两个过程的电子的得失及流动过程。
同时可以通过生活中的一些例子理解这两种腐蚀。
比如析氢腐蚀的一个例子是在氢脆化处理的铝制容器中放置硫酸，因为容器壁的铝能够与稀硫酸反应产生氢气，而氢气的存在会导致容器壁的铝发生析氢腐蚀。
而吸氧腐蚀的一个例子是钢铁生锈的过程，因为钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀，生活中的钢铁腐蚀主要是发生的吸氧腐蚀。