电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法

电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法
在日常生活中，学生对于金属的腐蚀较为熟悉，但只停留在简单的对于金属腐蚀的条件的理解，知道金属腐蚀需要水和氧气，但是对于电化学腐蚀的原理还不了解，电化学反应也是比较难以理解和掌握的，因此，要使学生能够掌握电化学腐蚀的种类和金属防护常用的方法需要我们联系实际，从生活中的实际入手，提高学生的化学素养。

例如，首先介绍金属腐蚀会导致国民经济的巨大损失，美国在20世纪80年代初期的统计年损失达1千多亿美元；估计我国的年损失在300亿元以上。

电化学腐蚀与防护问题既有我们日常生活常见到的钢铁生锈、电池的点蚀等问题，也与当前新能源、新材料等领域密切相关，使学生了解金属防护的重要性，树立节约保护的意识。

根据学生的了解知道在有氧气和水的条件下，金属容易腐蚀，铁会生成四氧化三铁，铜会生成硫酸铜，再通过阅读课本内容，了解一般化学腐蚀和电化学腐蚀的区别，金属腐蚀的本质是电子的得失，并使学生考虑环境的影响是否对金属的腐蚀有所影响，引导学生分析酸性环境和碱性环境下，电化学腐蚀的反应原理。

以钢铁为例，经过分析后，分别写出在酸性环境下和碱性环境下的反应原理。

归纳出电化学腐蚀的种类：
1.析氢腐蚀 (酸性较强的溶液)
负极: Fe – 2e- = Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H
2
↑
总式：Fe + 2H+ = Fe2+ + H
2
↑
2. 吸氧腐蚀 (中性或弱酸性溶液)
负极: 2Fe – 4e- = 2Fe2+
正极: O
2+4e- +2H
2
O = 4OH-
总式：2Fe + O
2 +2H
2
O =2 Fe(OH)
2
离子方程式：Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)
2
4Fe(OH)
2 + O
2
+ 2H
2
O = 4Fe(OH)
3
进而，根据金属腐蚀的条件分析出影响金属腐蚀快慢的因素一是本性（1）金属的活动性（2）纯度（3）氧化膜；二是介质：环境（腐蚀性气体，电解质溶液），最后根据影响因素思考金属防护的方法：
1、改变金属的内部结构（钢→不锈钢，在钢中加入镍和铬）
2、覆盖保护膜。

在金属表面覆盖保护层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，
从而防止腐蚀。

如：在钢铁制件表面涂上机油、凡士林、油漆或覆盖搪瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料。

用电镀、热镀、喷镀等方法，在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡、铬、镍等。

这些金属常因氧化而形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止水和空气等对钢铁的腐蚀。

3、电化学保护。

将被保护的金属作为腐蚀电池的阴极，使其不受到腐蚀，所以也叫阴极保护法。

这种方法主要有以下两种：
①牺牲阳极保护法，此法是将活泼金属（如锌或锌的合金）连接在被保护的金属上，当发生电化腐蚀时，这种活泼金属作为负极发生氧化反应，因而减小或防止被保护金属的腐蚀。

这种方法常用于保护水中的钢桩和海轮外壳等例如水中钢铁闸门的保护，通常在轮船的外壳水线以下处或在靠近螺旋浆的舵上焊上若干块锌块，来防止船壳等的腐蚀。

②外加电流的保护法，将被保护的金属和电源的负极连接，另选一块能导电的惰性材料接电源正极。

通电后，使金属表面产生负电荷（电子）的聚积，因而抑制了金属失电子而达到保护目的。

此法主要用于防止在土壤、海水及河水中的金属设备受到腐蚀。

电化学保护的的另一种方法叫阳极保护法，即通过外加电压，使阳极在一定的电位范围内发生钝化的过程。

可有效地阻滞或防止金属设备在酸、碱、盐类中腐蚀。