腐蚀与防护电化学腐蚀热力学学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:82 大小:2.1MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学腐蚀热力学的研究内容热力学研究体系的状态、反应的方向性等。自然界中的自发过程,其体系能量是降低(jiàngdī)的。化学热力学中引入各种状态函数,来判断化学反应的方向。如:用吉普斯函数判断定压过程的反应方向;用赫姆霍兹函数判断定容过程变化方向。腐蚀是以电化学反应为主的化学变化,用热力学理论来刻画其变化方向,回答材料在具体环境中是否发生腐蚀和发生腐蚀的倾向(qīngxiàng)大小。腐蚀热力学以电极电位作为腐蚀倾向(qīngxiàng)判别函数,建立相应理论和方法。注意:腐蚀倾向(qīngxiàng)不等于腐蚀速度。没有倾向(qīngxiàng),不会有速度;小的倾向(qīngxiàng),不可能出现大的速度;但大的倾向(qīngxiàng)和大的速度没有必然。2.1电池(diànchí)过程原电池的组成(zǔchénɡ)阳极反应(fǎnyìng):阴极反应(fǎnyìng):总反应(fǎnyìng):正极Cu2++2e=Cu电子(从外电路)流入原电池的一极。正极上总是发生(fāshēng)还原反应,极板上是缺电子的,带正电荷。为了书写的方便,常用下列符号来表示原电池的结构:(1)以(+)表示原电池的正极,正极总是写在右边;以(-)表示原电池的负极(fùjí),负极(fùjí)总是写在左边。(2)正、负极(fùjí)中总是有一种导电的物质,如Zn、Cu、Ag、等还原态物质可作为电极导体,导体总是写在紧邻(+)、(-)的最旁边的位置。如果电对中的还原态物质不是导体,如Fe3+/Fe2+、H+/H2、Cl2/Cl-等,就需要加惰性电极,如:C(石墨)、Pt等。(3)“∣”表示两相的界面(4)“‖”表示盐桥。总反应(fǎnyìng):简单原电池的正负极和电子流向(liúxiànɡ)如何判断?腐蚀电池(腐蚀原电池)实质上是个短路(duǎnlù)的原电池包括四部分:阳极、阴极、电解质溶液、外电路腐蚀电池工作(gōngzuò)要素(3)阳极与阴极均处于有导电能力的腐蚀环境内(离子导体通道)。总之(zǒngzhī),要有两种电极(阳极、阴极)和两种通道(电子通道、离子通道)。以锌在酸溶液中腐蚀为例,腐蚀电池工作过程如图2-1所示。腐蚀电池的工作历程(电化学腐蚀的过程)①阳极过程②阴极过程③电荷的传递电化学腐蚀的次生过程如:铁和铜在氯化钠溶液中组成腐蚀电池,形成(xíngchéng)次生产物沉淀腐蚀电池(diànchí)的类型宏观腐蚀电池(diànchí)①电偶腐蚀(异种金属腐蚀)②浓差电池(diànchí)分为:溶液浓差电池(diànchí)、氧浓差电池(diànchí)、温差电池(diànchí)宏观腐蚀(fǔshí)电池异种金属接触不同金属或合金接触后,当处于(chǔyú)同一溶液中时,电位较负的材料成为阳极,不断被腐蚀,电位较正的材料得到保护。海水中航行的船体钢壳与铜合金推进器构成这类电池,它们又称为腐蚀电偶。环境中腐蚀介质浓度差异环境腐蚀成分浓度差异构成的电池通称为“浓差电池”。常见(chánɡjiàn)浓差电池有“盐浓差电池”和“充气差异电池”。前者由氯离子等盐浓度差异造成,后者为含空气(主要是氧气)量的差异产生。这类电池用来解释“缝隙腐蚀”、“水线腐蚀”及“垢下腐蚀”等现象。温度(wēndù)差异同种金属的个部分处于不同温度(wēndù)中,可以构成温差电池。研究这种温度(wēndù)差对腐蚀影响的报道不多。有报道说,硫酸铜溶液中,高温铜是阴极,低温铜是阳极。铅的行为与铜类似,但银的极性与铜相反。微观腐蚀电池微观腐蚀电池是造成潮湿大气中洁净金属表面腐蚀的主要原因。特点:尺寸小,间距近。由于(yóuyú)几方面的不均匀性造成。①材料本身相的不均匀性化学成分、组织结构、物理状态、表面膜的不完整性②液相的不均匀性③系统外界条件的不均匀性温度、光能微观腐蚀(fǔshí)电池组织(zǔzhī)结构不均匀性物理状态(zhuàngtài)不均匀性表面膜不完整性电化学腐蚀(fǔshí)与化学腐蚀(fǔshí)的比较2.2电极(diànjí)与电极(diànjí)电位电极(diànjí)(Electrode)电极(diànjí)的命名(nameofelectrode)可逆电池(diànchí)单电极(diànjí)(1)金属电极(diànjí)(2)气体电极(diànjí)①氢电极(diànjí)②氧电极(diànjí)③氯电极(diànjí)(3)氧化还原电极(diànjí)(1)金属电极(metalelectrode)(2)气体(qìtǐ)电极(gaselectrode)多重电极例如:锌板插入盐