第2章电势-pH图在金属腐蚀中的应用1.腐蚀的热力学过程、腐蚀判据2.电极电位来源电势-pH图的建立及作用腐蚀电池的组成及意义1把铁的电极电势降低至免蚀区，即对铁施行阴极保护。肉眼可见，阴极、阳极长时间保持稳定。简单、方便，但粗略、具有局限性；阻止界面附近溶液中的水化Zn离子脱水化而沉淀的作用为了使铁免于腐蚀，可设法将其移出腐蚀区。(2)阴阳极之间要有电性连接(电子导体通道）电池反应将化学能转变为电能标准电极电位：室温、标准状态、电极反应中各物金属/溶液界面上，对Zn离子存在两种矛盾一组与离子浓度有关的斜线。电化学腐蚀倾向还可用电极电位或标准电极电位判断电池两端电位差E阻止界面附近溶液中的水化Zn离子脱水化而沉淀的作用2.2电动势一.电化学体系电动势：可逆条件下（电池中没有电流通过时），电池两端电位差E原电池的能量来源于电池内部的化学反应，原电池反应可逆进行时所做的电功W＝QE（电功＝电量×电动势）W＝QE＝nFE（根据法拉第定律）从化学热力学知：恒温恒压下，可逆过程所做的最大有用功等于体系自由能的减少。W＝－G2.2电动势在忽略液界电势和金属接触电势的情况下，电池电动势＝正极的电极电位－负极的电极电位（E正-E负）＝阴极电极电位（还原反应）－阳极电极电位（氧化反应）2.2电动势标准电极电位：室温、标准状态、电极反应中各物质的活度为1标准电极电位作为腐蚀倾向的判据：简单、方便，但粗略、具有局限性；原因：1.腐蚀介质中金属离子的浓度不是1m/L,与标准电极电势条件不同；2.大多数金属表面有一层氧化膜，不是裸露的纯金属阴极：发生还原反应的过程；材料与环境组元重新组合的趋势－腐蚀电池反应将化学能转变为电能2图中各条平衡线是以金属与溶液中的离子和固相反应产物之间的平衡作为先依据的，这些物质的保护性如何并不能反映出来。决条件的，实际往往偏离平衡。纵坐标－电极反应的平衡电极电势标准电极电位：室温、标准状态、电极反应中各物既同电极电势有关，又同溶液pH值有关的一类反应：金属/溶液界面上，对Zn离子存在两种矛盾腐蚀状态是材料与环境发生电化学反应所导致的能量衰变金属表面加工的精度、表面层的纯度、氧化膜或可直观判断出反应进行的方向和物质稳定存在的条件。Nernst方程：表达可逆电极的平衡电位与电极反应中各物质电动势：可逆条件下（电池中没有电流通过时），腐蚀状态是材料与环境发生电化学反应所导致的能量衰变5.影响电极电位的因素1.电极的本性（没有H+和OH-但有电子参与的反应）（化学反应非电极反应）1预测反应自发进行的方向；电池反应将化学能转变为电能浓差电池：金属与含氧量不同的溶液接触而形成。体系中，金属表面上各点的PH值可能不同，通常阳极反应区的PH值要低于体系中通过并促使电化学反应进行W＝QE＝nFE（根据法拉第定律）阻止界面附近溶液中的水化Zn离子脱水化而沉淀的作用Nernst方程：表达可逆电极的平衡电位与电极反应中各物质肉眼可见，阴极、阳极长时间保持稳定。电池电动势衡量一个原电池作电功的能力活度＝离子的活度系数×离子浓度金属腐蚀过程的本质－电化学的氧化-还原反应Nernst方程：表达可逆电极的平衡电位与电极反应中各物质为了使铁免于腐蚀，可设法将其移出腐蚀区。虚线a表示H+和H2的平衡关系2.3电势-pH图二.原理金属腐蚀过程的本质－电化学的氧化-还原反应电极电势与溶液的浓度和酸度存在着一定的函数关系图中各条直线代表一系列等温、等浓度的电势-pH图平行于横轴的水平线（一条线对应一个活度值），当影响平衡的有关物质的活度改变时，反应的平衡电势就改变。活度：能表示化学反应速度或能力的物理量。表示理想溶液与实际溶液的偏差活度＝离子的活度系数×离子浓度2.3电势-pH图2.3电势-pH图三.电势-pH图绘制1列出相关物质的各种存在状态以及它们标准生成自由能或标准化学位值；2列出各相关物质之间可能发生的相互反应方程式，写出平衡关系式；3把这些条件用图解法绘制在电位－pH上，汇总得到综合的电位－pH图。四.电势-pH图应用2.3电势-pH图2.3电势-pH图一.腐蚀电池的构成2.4腐蚀电池2.4腐蚀电池腐蚀电池，必须包括阳极、阴极、电解质溶液和电路四个不可分割的组成部分，缺一不可，并由此构成腐蚀电池工作历程的三个基本过程。阳极：发生氧化反应的过程；阴极：发生还原反应的过程；电子流动：电流的流动在金属中依靠电子从阳极流向阴极，而在溶液中依靠离子的迁移，即阳离子从阳极区向阴极区移动，阴离子从阴极区向阳极区迁移，从而使电极系统构成通路。2.4腐蚀电池