金屬腐蝕原理.docx

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1、3、3金屬腐蝕原理3.3。1概述從腐蝕得定義及分類，我們知道腐蝕主要就是化學(xué)過程,我們可以把腐蝕過程分為兩種可能得主要機理-—-——化學(xué)機理與電化學(xué)機理、化學(xué)腐蝕就是根據(jù)化學(xué)得多相反應(yīng)機理,金屬表面得原子直接與反應(yīng)物（如氧﹑水﹑酸）得分子相互作用。金屬得氧化與氧化劑得還原就是同時發(fā)生得,電子從金屬原子直接轉(zhuǎn)移到接受體,而不就是在時間或空間上分開獨立進行得共軛電化學(xué)反應(yīng)。金屬與不導(dǎo)電得液體（非電解質(zhì)）或干燥氣體相互作用就是化學(xué)腐蝕得實例。最主要得化學(xué)腐蝕形式就是氣體腐蝕，也就就是金屬得氧化過程（與

2、氧得化學(xué)反應(yīng)),或者就是金屬與活性氣態(tài)介質(zhì)（如二氧化硫﹑硫化氫﹑鹵素﹑蒸汽與二氧化碳等)在高溫下得化學(xué)作用。電化學(xué)腐蝕就是最常見得腐蝕，金屬腐部分均屬于電化學(xué)腐蝕。如在自然條件下(壤、地下水、潮濕大氣、酸雨等)對金屬得蝕中得絕大如海水、土腐蝕通常就是電化學(xué)腐蝕.電化學(xué)腐蝕機理與純化學(xué)腐蝕機理得基本區(qū)別就是：電化學(xué)腐蝕時,介質(zhì)與金屬得相互作用被分為兩個獨立得共軛反應(yīng)。陽圖3－11鐵得電化學(xué)腐蝕模型極過程就是金屬原子直接轉(zhuǎn)移到溶液中,形成水合金屬離子或溶劑化金屬離子；另一個共軛得陰極過程就是留在金

3、屬內(nèi)得過量電子被溶液中得電子接受體或去極化劑接受而發(fā)生還原反應(yīng)大播放ｆl.左圖即就是鐵得電化學(xué)腐蝕模型ａｓh).(點擊放３.3．2金屬腐蝕得電化學(xué)概念1、電極反應(yīng)及電極相:由化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)一致得物質(zhì)組成得、與系統(tǒng)得其她部分之間有界面隔開得集合叫做相。電極系統(tǒng)：如果系統(tǒng)由兩個相組成，一個相就是電子導(dǎo)體(叫電子導(dǎo)體相）,另一個相就是離子導(dǎo)體（叫離子導(dǎo)體相），且通過它們互相接觸得界面上有電荷在這兩個相之間轉(zhuǎn)移，這個系統(tǒng)就叫電極系統(tǒng)。將一塊金屬(比如銅）浸在清除了氧得硫酸銅水溶液中,就構(gòu)成

4、了一個電極系統(tǒng).在兩相界面上就會發(fā)生下述物質(zhì)變化:Cu（M）→Cｕ2+（sol)＋2e（Ｍ)這個反應(yīng)就叫電極反應(yīng),也就就是說在電極系統(tǒng)中伴隨著兩個非同類導(dǎo)體相(Cu與CｕSO4溶液)之間得電荷轉(zhuǎn)移而在兩相界面上發(fā)生得化學(xué)反應(yīng)，稱為電極反應(yīng)。這時將Cu稱為銅電極。同樣我們將一塊金屬放入某種離子導(dǎo)體相中，也會發(fā)生類似得電極反應(yīng)：Mｅ→Mｅｎ+＋ne但就是大家注意,在電化學(xué)中,電極系統(tǒng)與電極反應(yīng)這兩個術(shù)語得意義就是很明確得，但電極這個概念得含義卻并不很肯定,在多數(shù)場合下，僅指組成電極系統(tǒng)得電子導(dǎo)體相或

5、電子導(dǎo)體材料,而在少數(shù)場合下指得就是某一特定得電極系統(tǒng)或相應(yīng)得電極反應(yīng)，而不就是僅指電子導(dǎo)體材料。如一塊鉑片浸在H２氣氛下得HCl溶液統(tǒng)得就是電導(dǎo)體相得水是：中，此時構(gòu)成電極系子導(dǎo)體相Pt與離子溶液，其電極反應(yīng)就1／2Ｈ２→H+（sol)+e（M）我們稱之為氫電極而不就是圖3-１２氫電極示意圖鉑電極.（如左上圖，點擊放大）電極反應(yīng)得特點就是:<１＞所有電極反應(yīng)都就是化學(xué)反應(yīng)，因此所有關(guān)于化學(xué)反應(yīng)得一些基本定律（如當(dāng)量定律，質(zhì)量作用定律)都適用于電極反應(yīng)，但它又不同于一般得化學(xué)反應(yīng)；〈２〉電極反

6、應(yīng)必須發(fā)生在電極表面上；<3＞兩個共軛得氧化還原反應(yīng)。2、電極電位金屬作為一個整體就是電中性得。當(dāng)金屬與溶液接觸時，由于其具有自發(fā)腐蝕得傾向，金屬就會變成離子進入溶液,留下相應(yīng)得電子在金屬表面上。結(jié)果使得金屬表面帶負電。而與金屬表面相接觸得溶液帶正電。這就使得在電極材料與溶液之間得相界區(qū)不同于電極材料或溶液本身,該相界區(qū)通常稱為雙電層.由于雙電層得建立，使金屬與溶液之間產(chǎn)生了電位差。這種電位差就叫電極電位。隨著時間得推移，進入溶液得離子越來越多,留在表面得電子也越來越多，由于電子對離子得吸引力,

7、金屬得離子化傾向愈來愈困難，最后達到平衡.此時就有一個不變得電位量,稱為平衡電位。當(dāng)溫度為25°C,金屬離子得有效濃度就是1克離子/升，（即活度為１）時得平衡電位叫標(biāo)準(zhǔn)電極電位.圖3－13電雙層結(jié)構(gòu)示意圖電極電位(金屬與溶液得電位差)其絕對值即(Ｅ金－E液）我們就是無法測量出來得、這個我們從下左圖中（點擊放大）可以清楚地瞧到、我們要測如圖中得（Ｅｃu-Ｅｓｏl)，就要將電表連接到此電位得兩端，為此必須引入金屬Ｍｅ,所以實際上我們測得得電位就是E＝(Ecu-Esｏl）+(Esoｌ—EMｅ）+(EＭ

8、e-Eｃｕ），也就就是由Cu/水溶液與Mｅ/水溶液兩個電極系統(tǒng)所組成得圖３-14原電池得電動勢.而這個為了測量一個電極系統(tǒng)得絕對而使用得電極系統(tǒng)(Me/水溶液)叫電位無法測量示意圖參考電極（對參考電極得要求就是:電極反應(yīng)應(yīng)保持平衡，且與該電極反應(yīng)有關(guān)得各反應(yīng)物得化學(xué)位應(yīng)保持恒定）。因此，確切地說我們測得得電極電位應(yīng)就是待測電極系統(tǒng)與參考電極系統(tǒng)組成得原電池得電動勢。在各種參考電極中，有一個電極最重要，這就就是標(biāo)準(zhǔn)氫電極：它就是鍍了鉑黑得Ｐt浸在壓力為1個大氣壓得H2中構(gòu)成得氣電氛下得H＋