腐蚀原理复习1
高考总复习-高三化学一轮复习考点优化设计(第四辑):考点五十八 金属的腐蚀与防护 含解析

聚焦与凝萃1.理解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害;2.掌握金属腐蚀的防护措施。
解读与打通常规考点一、金属的腐蚀(1)金属腐蚀:指金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
(2)金属腐蚀的本质:是金属原子失去电子变成阳离子的过程。
可以表示为;M—ne—=M n+即金属腐蚀的过程中,金属发生氧化反应。
(3)金属腐蚀的分类:①化学腐蚀金属跟接触到的物质(如O2、Cl2、SO2等)直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀.这类反应是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应.例如,铁跟氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀;铁遇到碘易发生反应(Fe+I2=FeI2) 而被腐蚀等。
②电化学腐蚀不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀。
例如:钢铁在潮湿空气中所发生的腐蚀a.吸氧腐蚀在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜,这层水膜里含有少量H+和OH—,还溶解了氧气等气体,结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳恰好形成无数微小的原电池。
在这些原电池里,铁是负极,碳是正极。
铁失去电子而被氧化:负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极:2H2O+O2+4e—=4OH-正极吸收了氧气,所以又叫吸氧腐蚀。
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因.b.析氢腐蚀在潮湿的显酸性的空气中(例CO2、SO2、H2S等),钢铁表面吸附了一层薄薄的水膜显酸性,则钢铁中的主要成分铁与杂质碳及水膜形成原电池.电极反应式为:负极:Fe—2e—=Fe2+正极:2H++2e—=H2↑总的原电池反应为:Fe+2H+=Fe2++H2↑二、金属的防护:主要是破坏原电池的形成条件,特别是防止发生吸氧腐蚀。
具体方法有:①将金属合金化,改变金属结构,如生成不锈钢;②在金属表面覆加保护层;③金属经钝化处理,形成特殊的保护膜;④对金属进行电化学保护.隐性考点1.判断金属腐蚀快慢的规律不纯的金属或合金,在潮湿的空气中形成微电池发生电化学腐蚀,活泼金属因被腐蚀而损耗,金属被腐蚀得快慢与下列两种因素有关:(1)与构成微电池的材料有关,两极材料的活动性差别越大,电动势越大,氧化还原反应的速率越快,活泼金属被腐蚀的速率就越快。
金属腐蚀原理

金属腐蚀原理
金属腐蚀是一种自然现象,指的是在金属表面发生化学或电化学反应的过程中,金属与外界环境中的氧气、水、酸、碱等物质发生反应,并通过一系列的化学变化导致金属表面的物质逐渐失去,形成腐蚀产物或产生损坏。
金属腐蚀过程中常见的形式包括氧化、腐蚀、侵蚀等。
金属腐蚀的主要原理与电化学反应有关。
在金属表面有微小的电位差存在,形成了微电池。
当金属进入电解质溶液中,在阳极和阴极两个区域形成了微小的电池,即腐蚀电池。
在阳极区域,金属原子被氧化离子损失电子,转化为正离子。
而在阴极区域,溶液中的还原剂接受电子,还原成原子或分子。
这样,金属表面就会发生电荷的流动,导致金属的腐蚀。
除了电化学反应,金属腐蚀还受到环境因素的影响。
例如,湿度、温度、PH值、化学物质浓度等都会影响金属腐蚀的速率和形式。
较高的湿度和温度可以加速金属腐蚀反应的进行,而酸性、碱性环境会使金属更易遭受腐蚀。
此外,金属的纯度和组织结构也会影响腐蚀的程度。
纯度较高的金属更不容易发生腐蚀,而晶粒结构较大或存在缺陷的金属更容易遭受腐蚀。
对金属腐蚀的原理的研究,有助于寻找防腐蚀的方法和措施。
常见的防腐蚀方法包括金属表面涂覆防腐涂料、阴极保护、合金化改进金属的抗腐蚀性能等。
防腐蚀技术的应用可以有效延长金属的使用寿命,减少腐蚀造成的经济和环境损失。
腐蚀与防护复习题(2)

《金属腐蚀与防护》复习题2022.6第一章绪论.什么是金属的腐蚀?局部腐蚀主要有哪些类型?1.金属腐蚀速度的三种主要表达方式?为什么可以用阳极溶解电流来评价金属腐蚀的速度?2.化学腐蚀和电化学腐蚀的共性与差异?其次章电化学腐蚀热力学.平衡电极电位是如何定义的?在什么条件下才可能建立体系的平衡电极电位?铁放在酸性溶液中能够建立起平衡电极电位吗?平衡电极电位对金属的腐蚀的倾向和腐蚀的速度有什么影响?1.什么是非平衡电极电位?它通常是如何获得的?2.标准电极电位的定义?标准电极电位是如何获得的?3.对参比电极的最基本要求是什么?4.电化学腐蚀发生的根本条件是什么?合金中杂质或其次相的存在对金属腐蚀倾向和腐蚀速度有何影响?5.金属发生腐蚀时,外表至少会有几个电极反响?金属在无氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗?为什么?金属在有氧的自身离子中性溶液中会始终发生溶解腐蚀吗?6. 一根装运弱酸性化学溶液的碳钢管,由于匀称腐蚀,一年要更换一次。
为了改善管子的耐腐蚀性能,提高使用寿命,对管子内外表实施了化学镀Ni-P非晶镀层的处理,可是管子在投入使用不到2个月却发生了穿孔泄漏。
请从电化学腐蚀的角度分析其可能成因。
第三章电化学腐蚀动力学.什么是电极的极化现象?极化发生的本质缘由是什么?极化对金属腐蚀的速度有什么影响?1.试解释金属的自腐蚀电位和自腐蚀电流的含义?自腐蚀电位是平衡电极电位吗?他们与金属的腐蚀速度有什么关系?金属铁板放置在3%NaCl水溶液中,稳定一段时间后,通过试验测得的开路电位是平衡电位吗?2.阳极极化有儿种类型?成因是什么?3.由图3.11,分析溶液中硫化物及金属中其次相的存在对金属腐蚀速度的影响。
4.塔菲尔方程的基本表达式〃=成立图3.11钢在非氧化酸中的腐蚀极化图5 .电化学极化(活化极化)和浓差极化的形成缘由是什么?第四章析氢腐蚀与吸氧腐蚀•依据n 产曲+6log 九,分析影响析氢过电 位的因素。
第一章 金属腐蚀的基本原理腐蚀原理

一些金属在某些介质中的平衡电位
每天进步一点点……
腐蚀电位序的作用:预测在实际条件下发生腐蚀的行为。 腐蚀介质发生变化,金属的电极电位序也会跟着发生改变,
如在标准电位序中,Al为-1.66v, Zn为-0.76v,Al较Zn活泼, 易发生腐蚀;而将这两种金属都浸入3%的NaCl溶液中时,Al 为-0.63v,Zn为-0.83 v,Zn较Al活泼,易发生腐蚀。
Chemical Corrosion and Anticorrosion
每天进步一点点……
第一章 金属腐蚀的基本原理
通过前面的学习,我们清楚的知道,材料不仅 有金属还有非金属,但工程结构材料主要还是以 金属为主,所以我们这一章就学习金属腐蚀的基本 原理。 电化学腐蚀 :金属在电解质溶液中发生的腐蚀
lg
PO 2 (COH )4
每天进步一点点……
氧浓差电池实例
每天进步一点点……
(2)金属离子浓差电池:同一金属与浓度不同的盐接触时形成 的电池。在这种电池中,金属与稀溶液接触的部位是阳极,与 浓溶液接触的部位是阴极。
每天进步一点点……
补充(温差电池): 浸在电解液中的金属,由于所处于温度的不同而形成的电池 为温差电池。它常常发生在换热器、蒸发器两端温差较大的 部位。 高温端:电位低为负极、该电极发生氧化反应,为阳极,该 部位的金属遭到腐蚀; 低温端:电位高为正极、该电极发生还原反应,为阴极,该 部位的金属受到保护。
电极:电化学中,把金属与电解质溶液构成的体系称为电极体系
电位:单位正电荷有无穷远处移至该点,因反抗电场力
所做的电功即为该点的电位。
电极电位:电极系统中金属与溶液之间的电位差称为
该电极的电极电位,即E=E金属-E溶液
金属电化学腐蚀原理 (1)

EM / M n E
0 M / M n
RT ln M n nF
EM/Mn+—金属离子活度为 时金属的平衡电极电位; E0M/Mn+—金属离子活度为1时金属的平衡电极电位(金属的标准电极电位), R—气体常数; T—绝对温度; F—法拉第常数, n—参与反应的电子数, αMn+—溶液中的金属离子活度
§2.4 电极的极化作用
金属发生电化学腐蚀的原因是由于形成了腐蚀原电池。而任一个
腐蚀原电池的反应包活两个电极过程及一个液相传质过程。电极 过程涉及电极/溶液之间电荷的传递,即在界面上必然发生电极反
应。电极反应速度决定于金属溶解的快慢和腐蚀电流的大小。因
而我们要弄清影响电极反应速度亦即金属电化学腐蚀速度的各种 因素和变化规律,从而提出控制反应速度的有效措施。金属电化
Zn+2H+→Zn2++H2↑ (整个电极反应)
§2.2 电化学腐蚀原理
2.2.1 腐蚀原电池 铜锌电池作用的结果:锌溶解了,即锌在电解质溶液中受到了腐 蚀。所以,电化学腐蚀是原电池作用的结果,这种原电池称为腐 蚀原电池.或称腐蚀电池。
铜锌电池中锌电极,因为它是一种 较活泼的金属,电位较负,容易失 去电子而溶解成为正离子,就遭到 腐蚀;而铜的电位较正,不易失去 电子,不溶解而不腐蚀。阳极锌与 阴极金属电位差愈大,锌的腐蚀速 度愈快。如果我们将铜和锌直接接 触,并一起浸入稀硫酸水溶液中, 也将发生与上述原电池同样的反应
§2.4 电极的极化作用
2.4.2 产生极化的原因
腐蚀电池在未接通前,两个电极上都达到电荷平衡,没有电流流过,电路 (1) 活化极化 一旦接通,两个电极上的平衡即遭破坏,发生了电子从阳极向阴极转移的 在腐蚀电池中,金属失去的电子通过金属 (或导线)可非常迅速地从阳极流 过程,随着电子的转移,电极电位发生相应的变化 ——极化。 (2) 浓差极化 到阴极,但金属离子溶解的速度却很慢,这样就引起阳极双电层上负荷 阳极过程中产生的水化金属离子首先进入阳极表面附近的溶液中,若水 (3) 电阻极化 1. 阳极极化的原因 减少,过多的正电荷积累,结果使阳极电位向正的方向移动,产生阳极 化金属离子向外扩散得很慢,就会使阳极附近的液层中金属离子的浓度 阳极过程是金属失去电子,金属离子从晶体转移到溶液中形成水化离子的 某些金属在一定条件下有阳极电流流过时易在表面生成致密的保护膜,使 极化。由于这一原因引起阳极过程阻滞产生的极化称为活化极化,又称 过程: 逐渐增加,阻碍了金属的继续溶解,引起阳极过程阻滞,必然使阳极电 得金属的溶解速度显著降低,电极过程受到阻滞,阳极电位剧烈地向正的 n n 电化学极化。 M ne mH O M mH2O ne 位往正的方向移动,产生阳极极化,由此引起的极化称为浓差极化。 2 方向移动。由于保护膜的形成,使电池系统的电阻也随着增加,故由此引
金属腐蚀原理

金属腐蚀原理金属腐蚀是指金属在环境条件下受到化学或电化学作用而逐渐失去其原有性能的过程。
金属腐蚀是一种普遍存在的现象,它不仅会影响金属的外观和机械性能,还可能导致设备的损坏和安全隐患。
了解金属腐蚀的原理对于预防和控制金属腐蚀至关重要。
金属腐蚀的原理主要包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
化学腐蚀是指金属在化学环境中受到氧化、还原、酸碱等化学作用而发生腐蚀。
例如,铁在潮湿的空气中会与氧气发生化学反应,生成铁氧化物,即锈。
电化学腐蚀是指金属在电化学环境中受到阳极和阴极的作用而发生腐蚀。
当金属表面存在阳极和阴极区域时,就会形成电化学腐蚀电池,金属在阳极处发生溶解,而在阴极处发生析出,从而导致金属腐蚀。
金属腐蚀的原理可以通过电化学腐蚀的腐蚀电位和腐蚀电流密度来进行表征。
腐蚀电位是指金属在电化学腐蚀条件下的电位,它可以反映金属的耐蚀性能。
腐蚀电流密度是指单位面积上金属在电化学腐蚀条件下的电流密度,它可以反映金属的腐蚀速率。
通过对腐蚀电位和腐蚀电流密度的测定,可以评估金属在具体环境中的腐蚀倾向和腐蚀速率,为金属腐蚀的预防和控制提供依据。
金属腐蚀的原理还与金属的组织结构、表面状态、应力状态等因素密切相关。
金属的晶粒大小、晶界分布、缺陷等微观结构都会影响金属的腐蚀行为。
金属表面的光洁度、清洁度、涂层等状态也会影响金属的腐蚀行为。
此外,金属的应力状态和变形状态也会影响金属的腐蚀行为。
因此,要全面了解金属腐蚀的原理,需要综合考虑金属的化学性质、电化学性质以及物理性质等多方面因素。
在实际工程中,为了预防和控制金属腐蚀,可以采取多种措施。
例如,可以通过选择合适的金属材料和合金材料、采用防腐涂层和防腐膜、改善金属的工艺处理和热处理、控制金属的应力状态和变形状态等方式来降低金属的腐蚀倾向和腐蚀速率。
此外,还可以通过改善环境条件、控制金属表面的清洁度和涂层状态、采用阴极保护和阳极保护等方式来减少金属的腐蚀损失。
综上所述,金属腐蚀是一种普遍存在的现象,其原理涉及化学腐蚀和电化学腐蚀两种类型。
腐蚀复习提纲 (1)

题型:填空,名词解释,简答题,分析题第1章金属电化学腐蚀基本理论1.掌握腐蚀的定义与分类。
腐蚀—指材料由于环境作用引起的破坏或变质。
金属腐蚀—指金属表面与周围介质发生化学或电化学作用而遭受破坏的现象。
按腐蚀机理金属腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理溶解三大类。
按破坏的特征金属腐蚀可分为全面腐蚀、局部腐蚀。
2.化学腐蚀:金属与电介质直接发生化学作用而引起的破坏。
腐蚀介质直接与金属表面的原子相互作用而产生腐蚀,没有电流产生,为单纯的氧化还原反应。
电化学腐蚀:金属表面与电解质水溶液或熔盐所形成局部电池所产生的腐蚀。
表现为阳极失去电子,阴极得到电子以及产生电流。
3.熟练掌握常见的局部腐蚀类型。
应力腐蚀破坏:拉应力与腐蚀介质联合作用发生开裂破坏。
腐蚀疲劳:腐蚀介质与交变应力或脉冲应力作用下产生的腐蚀。
磨损腐蚀:摩擦副在腐蚀介质中产生的腐蚀。
孔腐蚀:腐蚀集中在某些活性点上,蚀孔直径等于或小于蚀孔深度。
晶间腐蚀:腐蚀沿晶间进行,使晶粒间失去结合力,金属强度急剧降低。
缝隙腐蚀:发生在铆接、螺纹连接、焊接接头、密封垫片等缝隙处的腐蚀。
电偶腐蚀:在电解液中,异种金属接触时,电位较正金属促使电位较负的金属加速其腐蚀。
4.掌握金属腐蚀的历程。
金属腐蚀的本质就是金属与周围介质作用变成化合物的过程,即氧化还原反应。
根据氧化还原反应发生的条件不同,将金属的腐蚀历程分为两种类型:化学腐蚀(Chemical corrosion),其特点是氧化剂直接与金属表面的原子碰撞,化合而形成腐蚀产物,即氧化还原在反应粒子相碰撞的瞬间直接于碰撞的反应点上完成。
例如高温气体中活泼金属的初期氧气过程。
电化学腐蚀(Electrochemical corrosion),其特点是金属的腐蚀存在两个同时进行却相互独立的氧化还原过程,即阳极反应(anode reaction)和阴极反应(cathode reaction)。
例如锌在含氧中性水溶液中的腐蚀。
第一章 金属腐蚀的基本原理

O2+4H++4e→2H2O
氧化性的金属离子,产生于局部区域,虽然较少见,但能 引起严重的局部腐蚀。 一种是金属离子直接还原成金属,称为沉积反应,如锌 在硫酸铜中的反应 Zn+Cu2+→Zn2++Cu↓ 阴极反应 Cu2++2e→Cu↓ 另一种是还原成较低价态的金属离子,如锌在三氯化铁 溶液中的反应 Zn+2Fe3+→Zn2+2Fe2+ 阴极反应 Fe3++e→Fe2+
1、什么是原电池?举例说明并阐述工作机理。
原电池(丹尼尔电池) 是利用两个电极的电极 电势的不同,产生电势差, 从而使电子流动,产生电流。 又称非蓄电池,是电化学电 池的一种。其电化学反应不 能逆转,即是只能将化学能 转换为电能。简单说就即是 不能重新储存电力,与蓄电 池相对。需要注意的是,非 氧化还原反应也可以设计成 原电池。
试验表明,70%的硝酸可使铁表面形成保护膜,使它在后来 不溶于35%的硝酸中,但当表面膜一旦被擦伤,立即失去保护作 用,金属失去钝性。此外,如果铁不经70%的硝酸处理,则会受 到35%硝酸的强烈腐蚀。 当金属发生钝化现象之后,它的腐蚀速度几乎可降低为原 来的1/106~1/103,然而钝化状态一般相当不稳定,像上述试验 中擦伤一下膜就受到损坏。因此,钝态虽然提供了一种极好的 减轻腐蚀的机会,但由于钝态较易转变为活态,所以必须慎重 使用。
船舶腐蚀防护措施
船舶的防护直接关系到船舶的使用寿命和航行安全。船舶 的防护包括合理选材、合理设计结构、表面保护(涂层保护、 金属喷涂层、金属包覆层、衬里)、阴极保护等。船体防护系 统是保护船体免受腐蚀侵害的系统,主要有两大系统组成:防 腐蚀涂漆系统和外加电流或牺牲阳极的阴极保护系统。 1.防腐蚀涂料技术
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腐蚀与腐蚀控制原理复习一、绪论1、金属腐蚀定义:指金属在周围介质作用下,由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏。
2、金属腐蚀的分类:①按腐蚀机理:化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。
②按腐蚀破坏的形貌特征:全面腐蚀、局部腐蚀。
③按腐蚀环境:大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、化学介质中的腐蚀。
3、金属腐蚀速度的表示方法a、质量指标b、深度指标c、电流指标d、力学性能指标4、绝对电位:电极材料相与溶液相两相之间的电位差。
5、参比电极:各项参数保持恒定,因而参与电极反应有关物质的化学位保持恒定的且处于平衡状态的电机系统6、标准氢电极:镀了铂黑的Pt浸在压力位1atom的氢气气氛下,H+浓度为1mol/L的HCl溶液中构成的电机系统。
7、平衡电极电位:当金属离子在金属/水溶液两相间的化学位相等时,建立起电化学平衡,此时电荷和金属离子从左至右及自右至左两个过程的迁移速度相等,亦即电荷和物质都达到了平衡,这种情况下,金属/溶液界面上就建立起一个不变的电位差值,这个差值就是金属的平衡电极电位。
8、平衡式电极电位中的能斯特方程:9、交换电流密度0i :当一个电极反应处于平衡时,其阴极反应和阳极反应的速度相等0i i i a k == ,此时i 0与k i 和a i 的绝对值均相等的电流密度,称为该电极反应的交换电流密度。
10、过电流:一个电极反应偏离平衡时的电位E 与这个电极反应的平衡电位Ee 的差称作过电位。
η=E-Ee11、根据过电位判断电极反应进行方向:①如果η=0,则E=Ee ,电极反应处于平衡②如果η>0,则E>Ee ,电极反应按阳极反应的方向进行③如果η<0,则E<Ee ,电极反应按阴极12、非平衡电极电位:当电极反应不处于平衡状态(物质转移不等,电子转移可等可不等)时的不可逆电极反应的电极电位。
13、腐蚀电池:只能导致金属材料破坏而不对外界做有用功的短路电池。
特点:a 、腐蚀电池的反应所释放出来的化学能都是以热能形式耗散而不被利用;b 、腐蚀电池中相应的电极反应都是以最大程度下的不可逆过程的方式在进行;c 、金属材料在原电池作用下不断遭到破坏而腐蚀。
14、金属的自溶解的必要条件:溶液中存在着可以使金属氧化物离子或化合物的氧化物质,这种物质的还原反应的平衡电极电位需高于金属的氧化反应的平衡电位。
15、共轭体系:在一个鼓励的电极上,同时以相等速度进行着一个阳极反应和一个阴极反应的现象成为电极反应的耦合。
而互相耦合的反应成为共轭反应,相应的腐蚀系统称为共轭体系。
16、多电极反应耦合系统两种判据:①耦合系统地腐蚀电流为∑∑====Ni ki N i ai c I II 11②Ec=Ee+η(Ec 为混合电位)17、腐蚀倾向的判断方法:a 、自由能的变化判断:ΔG t1p <0,过程自发进行;ΔG t1p =0,平衡状态;ΔG t1p >0,过程逆向进行b 、可逆电池电动势判断:E e,a <E e,k (阳极反应平衡电位<阴极反应平衡电位)注明:①在含有溶解氧的水溶液条件下,当金属平衡电极电位比氧的电位②在不含氧的还原性酸溶液中,当金属的平衡电极电位比溶液中氢电位更时,金属发生腐蚀③当两种不同的金属偶接在一起放入水溶液中,电位较高的金属可能腐蚀,而较正的金属则不发生腐蚀18、金属在水溶液中的腐蚀过程中的化学反应:a、电极反应---只同电极电位有关而同pH值无关b、化学反应---只与溶液中的pH值有关而与电极电位无关c、化学反应---既同电极电位有关,又与溶液pH值有关三者都可以分为以下两类:均相反应---反应物都存在于溶液相中的反应复相反应---某一个固相与液相之间或者两个固相之间的反应19、布拜图20、电位-pH图:a、稳定区、钝化区、腐蚀区b、应用:①可以估计腐蚀行为②可以选择控制腐蚀的有效途径:→阴极极化,使电位降低到稳定区;→阳极极化,使电位升高到钝化区;→溶液pH值调到9-13二、电化学腐蚀动力学1、双电层:金属材料与溶液之间的相间。
组成:a、紧密双电层---靠近金属表面的部分,其电位差又称“界面上的”电位差b、分散层---紧密双电层外面的一层空间电荷层,其电位差又称“液相中的”电位差2、表面吸附类型a、表面力的作用→接触吸附→水分子、阴离子、某些有机物化合物存在→特性吸附b、静电作用→电极/溶液两相中剩余电荷引起的静电作用3、完全极化电极(理想极化电极):当流过一个微小外电流时作为电极材料的金属相与溶液相之间没有电荷转移,即无电极反应全部电流被用于改变界面的结构改变双电层两侧的电荷数量,这是类似于一个不漏电的电容器,将这种电极系统称为完全极化(理想极化)电极。
R F→∞不完全极化电极:对于该种电极而言,外电流的一部反使双电层两侧的电位差改变,为充电电流;另一部分是进行电极反应的电流,R F是有限值。
4、不极化电极:指电极反应的活化能很低,反应很易进行,可将其等效为一个用电阻接近于0的导线将电容器的两个极板短接的电机系统。
R F≈05、零电荷电位E o:在一个电机系统中,金属的表面既不带有过剩的正电荷,也不带有过剩的负电荷,这个电极电位值称为该系统地零电荷电位。
6、根据零电荷电位判断带正负电:Φ=Δφ=Δψ+Δx7、原电池的极化:由于通过电流而造成原电池电位差减小而导致电池工作强度降低的现象。
a、阳极极化:当通过电流时,阳极电位向正方向移动的现象b、阴极极化:当通过电流时,阴极电位向负方向移动的现象去极化:消除或减弱阳极和阴极的极化作用的过程去极化剂:能消除或减弱极化作用的物质极化现象本质:电子迁移的速度比电极反应极其相关的步骤完成速度快8、过电位与极化值的不同与联系:不同:①定义不同②与电极反应的联系不同联系:当电极上仅有一个电极反应并且外电流为0时的电极电位就是这个电极的平衡电位时,极化值的绝对值才等于这个电极反应的过电位值。
9、极化作用极化曲线判断电极反应的难易程度:极化曲线越陡,则电极的计划值越大,电极反应的阻力越大,反应难进行;极化曲线越平,则极化值越小,电极反应阻力越小,反应越易进行。
一个复相反应进行的三个主要过程:a、液相传质过程;b、放电过程;c、生成新相过程10、电极反应的速度控制步骤:一个电极反应进行步骤中,阻力最大的,进行最困难的决定整个电极反应过程速度的最慢步骤。
11、电极极化分类:a、根据控制步骤不同:电化学极化、浓度极化b、按原电池中电极性质不同:阳极极化、阴极极化12、产生阳极极化的原因:电化学极化、浓度极化、电阻极化产生阴极极化的原因:电化学极化、浓度极化13、关于电化学极化极化曲线的特征:14、电化学步骤动力学参数及代表意义:a、传递系数α:反映双电层中电场强度对反应速度的影响b、平衡电位下的交换电流密度i0:反映电极反应进行的难易程度c、电极反应速度常数k:当电极电位反应体系的标准平衡电位Ee0及还原态物质和氧化态物质的浓度均为单位浓度时,的电极反应速度以上三个参数的应用:P5015、浓度极化:如果电子转移步骤的速度比反应物或产物的液相传质步骤的速度快,则电极表面和溶液深处的反应物和产物的浓度将出现差别。
溶液中的液相传质过程可通过对流、扩散和电迁移来进行16、极限扩散电流密度i d:在溶液本体浓度C0和扩散层厚度δ不变的情况下,扩散层内的浓度在C=0时达到最大值相当于被还原物质一扩散到电极表面就立即被还原掉,与C s=0相对应的印记电流密度就成为极限扩散电流密度。
半波电位E1/2:当i k=1/2i d时,电极电位称为半波电位E1/217、影响腐蚀电位和腐蚀速度的电化学参数:a、i a0和i k0:阴、阳极反应的交换电流密度(交换电流密度↑,腐蚀电流密度↑)b、βa和βk :阴、阳极反应的塔菲尔斜率(βa、βk ↑,i c↑)c、E e2 - E e:阴、阳极反应的平衡电位差(平衡电位差↑,i c↑)d、i d :极限扩散电流密度18、腐蚀电池:微观腐蚀电池& 宏观腐蚀电池微观腐蚀电池原因:①金属表面化学成分不均匀;②金属组织不均匀;③物理状态不均匀;④金属表面膜的不完整性宏观腐蚀电池原因:①异种金属接触的电池②浓差电池③温差电池三、金属的钝化1、钝化的分类:化学钝化(自动钝化)、电化学钝化(阳极钝化)2、化学钝化:因金属与钝化剂的自然作用而产生的钝化电化学钝化:在不含有活性Cl-的电解质溶液中,金属的钝化也可以由阳极极化而获得。
3、金属钝化的两个必要标志:a、腐蚀速度大幅下降;b、电位强烈正移。
4、理解钝化的几个误区:①不可简单把钝性的增加和电位朝正值方向的移动直接联系起来,否则会错误地认为金属具有较正的点位置就相当于更加稳定的钝化状态。
②不可将金属的钝化只简单地看作是因为腐蚀速度的降低。
③腐蚀的缓蚀剂并不都是钝化剂,只有能阻滞阳极过程进行的一些阳极性的缓蚀剂才是钝化剂。
5、金属钝化的特征曲线E e-E cp电位区:活性溶解区E cp-E f电位区:钝化过渡区E f-E tp电位区:稳定钝化区>E tp电位区:过钝化区E e:金属电极的平衡电位;E cp:金属的临界钝化电位;阳极极化时必须使极化电位>E cp才能使金属钝化,E cp越负,越易钝化E f:活化电位(Flade电位);E tp:钝化电位i p:金属的阳极溶解电流密度;对应金属钝化后的腐蚀速度,i p↓,则钝化膜保护性能越好i cp:临界钝化电流密度(钝化电流密度);表示腐蚀体系钝化的难易程度,i cp↓,则越易钝化钝化区范围越宽,则表明金属钝态越稳定。
6、钝化理论a、成相膜理论:金属钝化是因为在表面生成了一层致密的、完整的、有一定厚度(1-10nm)的保护膜,这层膜是一个独立相,对金属与溶液机械地隔开,致使金属的溶解速度大大下降,这种膜通常是金属氧化物,该理论强调膜对金属的保护是基于其对反应粒子扩散反应区的阻挡作用。
b、吸附理论:①引起金属的钝化不一定要形成相膜,只要在金属表面或部分表面上生成O和含O粒子的吸附层就足够了;②一旦这些粒子吸附在金属表面使表面结合力饱和并改变了金属/溶液界面结构,使阳极的活性显著提高而产生钝化。
7、钝化的破坏:a、钝化膜破坏的关键:产生足够的电场;b、过钝化是二次活化,当过钝化后电位继续正移时,又会导致二次钝化c、Cl-破坏钝化膜的根本原因:Cl-具有很强的可被金属吸附的能力,在钝化膜薄弱处原来被吸附的O可能被Cl-取代,使原子耐蚀性好的钝化膜转变成可溶性络合物使膜破坏,造成局部腐蚀8、影响金属钝化的因素:a、金属本身性质不同的金属具有不同的钝化趋势:Ti、Al、Cr、Mo、Mg、Ni、Fe、Mn、Zn、Pb、Cu耐蚀性递减。
b、介质的成分和浓度(钝化剂)①介质氧化性越强,则金属越易钝化;②非氧化性介质有的也能钝化;③稳定的钝态,在于氧化剂的氧化性能强弱程度和它的浓度;④无活性阴离子时,浓度过与不足都会使金属活化造成腐蚀。