电化学腐蚀的原理.pptx

会计学教学目标
了解：腐蚀的危害性与控制腐蚀的重要性；电化学腐蚀的趋势。
理解：腐蚀的定义与分类；金属与溶液的界面特性、电极(diànjí)电位以及金属的电化学腐蚀历程。
掌握：金属电化学腐蚀的热力学条件，析氢腐蚀和耗氧腐蚀，金属的钝性。
本章重点
腐蚀的危害性；腐蚀的定义与分类。
本章难点
钝化理论与钝化特性曲线分析；腐蚀极化图的应用。第1节金属(jīnshǔ)电化学腐蚀基本原理——腐蚀热力学问题从热力学观点考虑，金属的电化学腐蚀过程是单质形式(xíngshì)存在的金属和它的周围电解质组成的体系，从一个热力学不稳定状态过渡到热力学稳定状态的过程。其结果是生成各种化合物，同时引起金属结构的破坏。
例如把一铁片浸到盐酸溶液中，就可见到有氢气放出，并以相同于氢放出的速率将铁溶解于溶液中，即铁发生了腐蚀。又如把一紫铜片置于无氧的纯盐酸中时，却不发生铜的溶解，也看不到有氢气拆出，但是一旦在盐酸中有氧溶解进去之后，我们即可见到紫钢片不断地遭受腐蚀，可是仍然无氢气产生。这就提出如下问题，为什么不同金属在同一介质中的腐蚀情况会不一样(yīyàng)呢？又为什么同一金属在不同介质中腐蚀也不相同呢？造成金属这种电化学腐蚀不同倾向的原因又是什么？应如何判断？所有这些都是我们在讨论腐蚀问题时至关重要的问题。电极过程如下：
阳极(负极锌皮)上发生氧化反应，使锌原子离子化，即：
Zn→Zn2+十2e
阴极(正极(zhèngjí)碳棒)上发生消耗电子还原反应：
2Mn+2NH4+2e=Mn2+2NH3+H2
随着反应的不断进行，锌不断地被离子化，释放电子，在外电路中形成电流。锌离于化的结果，是使锌被腐蚀。在进一步讨论原电池反应之前，先讨论一下几个概念。
我们把能够导电的物体称为导体。但从导体中形成电流的荷电粒子来看，一般将导体分为两类。在电场作用下沿一定方向运动的荷电粒子是电子或电子空穴，这类导体叫做电子导体，它包括(bāokuò)金属导体和半导体。另外还有一类导体，在电场的作用下沿一定方向运动的荷电粒子是离子，这类导体叫做离子导体，例如电解质溶液就属于这类导体。
如果系统由两个相组成，一个是电子导体，叫做电子导体相，另一个是离子导体，叫做离子导体相，且当有电荷通过它们互相接触的界面时，有电荷在两个相间转移，我们把这个系统就叫做电极系统。
这种电极系统的主要特征是：伴随着电荷在两相之间的转移，不可避免地同时会在两相的界面上发生物质的变化——由一种物质变为另一种物质，即化学变化(huàxuébiànhuà)。
如果相接触的两个相都是电子导体相，则在两相之间有电荷转移时，只不过是电子从一个相穿越界面进入另一个相，在界面上并不发生化学变化(huàxuébiànhuà)。但是如果相接触的是两种不同类的导体时，则在电荷从一个相穿越界面转移到另一个相中时，这一过程必然要依靠两种不同的荷电粒子(电子和离子)之间互相转移电荷来实现。这个过程也就是物质得到或释放外层电子的过程，而这正是电化学变化(huàxuébiànhuà)的基本特征。
因此，电极反应可定义为：在电极系统中，伴随着两个非同类导体相之间的电荷转移，两相界面上所发生的电化学反应。腐蚀(fǔshí)电池把锌片和钢片置于上述稀硫酸溶液中并在它们之间用导线通过毫安表连接起来时（图1-21），从毫安表指针的偏转(piānzhuǎn)可看出有电流通过。这表明锌和铜在稀硫酸溶液中组成了一个原电池。在这里锌是电池的负极，而铜是电池的正极，硫酸溶液是电池的电解液，由此可知，铜之所以会加快锌在硫酸中的腐蚀速度是因为铜和锌组成了一个原电池的结果。通常称它为腐蚀原电池。/腐蚀原电池的电化学过程是由阳极的氧化过程、阴极的还原过程以及(yǐjí)电子和离子的输运过程组成。电子和离子的运动就构成了电回路。
在讨论电化学腐蚀时，通常规定凡是进行氧化反应的电极称为阳极；进行还原反应的电权就叫作阴极。因此，在上例中碳钢是电池的阳极，黄铜是电池的阴极。由此表明，作为一个腐蚀电池，它必需包括阴极、阳极、电解质溶液和电路四个不可分割的部分。(1)阳极过程：金属溶解(róngjiě)，以离子形式进入溶液，并把等量电子留在金属上；
(2)电子转移过程：电子通过电路从阳极转移到阴极；
(3)阴极过程：溶液中的氧化剂接受从阳极流过来的电子后本身被还原。
由此可见，一个遭受腐蚀的金属的表面上至少要同时进行两个电极反应，其中一个是金属阳极溶解(róngjiě)的氧化反应，另一个是氧化剂的还原反应。腐蚀电池的工作过程

腐蚀电池的定义：只能导致金属材料破坏而不能对外界作功的短路原电池。
腐蚀电池的特点：
（1）腐蚀电池的阳极反应(fǎnyìng)是金属的氧化反应(fǎnyìng)，结果造成金属材料的破坏。
（2）腐蚀电池的阴、阳极短路（即短路的原电池），电池产