b金属的腐蚀和防护.pptx
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1、铜器表面生成铜绿,主要成分:Cu2(OH)2CO3第1页/共43页金属腐蚀的现象金属腐蚀的现象锈锈蚀蚀的的大大桥桥锈蚀的闸门锈蚀的闸门锈蚀的轮船锈蚀的轮船锈锈蚀蚀的的楼楼梯梯第2页/共43页20072007年8 8月2 2日,美国明尼苏达州一座跨越密西西比河的大桥发生坍塌。事故造成1313人死亡。第3页/共43页 调查人员事后发现造成本次事故的多个因,比如巨大的交通流量、丢失的各类关键螺栓、以及老化生锈的金属结构等等。还有一个不可忽视的因素,就是在大桥桥体内栖息的鸽子在桥梁的关键部位留下了大量的粪便。随着时间的推移,移,鸽子窝及其排泄的粪便加快了大桥金属结构的腐蚀老化度,最终成为本次垮塌事件的
2、帮凶。第4页/共43页金属腐蚀我国作为世界上钢铁产量最多的国家(2005年全国生产钢材37117.02万吨),每年被腐蚀的铁占到我国钢铁年产量的十分之一,因为金属腐蚀而造成的损失占到国内生产总值的2%4%;约合人民币:3000亿元(2005年我国国内生产总值将达15万亿元)。根据各国调查结果,一般说来,金属腐蚀所造成的经济损失大致为该国国民生产总值的4%左右。另据国外统计,金属腐蚀的年损失远远超过水灾、火灾、风灾和地震(平均值)损失的总和,在这里还不包括由于腐蚀导致的停工、减产和爆炸等造成的间接损失。看后:你有何感想?第5页/共43页金属腐蚀的主要害处,不仅在于金属本身的损失,更严重的是金属制
3、品结构损坏所造成的损失比金属本身要大到无法估量。腐蚀不仅造成经济损失,也经常对安全构成威胁。国内外都曾发生过许多灾难性腐蚀事故,如飞机因某一零部件破裂而坠毁;桥梁因钢梁产生裂缝而塌陷;油管因穿孔或裂缝而漏油,引起着火爆炸;化工厂中储酸槽穿孔泄漏,造成重大环境污染;管道和设备跑、冒、滴、漏,破坏生产环境,有毒气体如Cl2、H2S、HCN等的泄漏,更会危及工作人员和附近居民的生命安全。第6页/共43页 面对这样惊人的数据和金属腐蚀危害事实,大家有没有想过,铁怎么会被腐蚀?怎样防腐?第7页/共43页自主探究钢铁及其制品通常为含碳的铁合金,它们在什么条件下易生锈?试设计实验来证明你的结论。活动与探究
4、P24第8页/共43页实验现象:装置a中的导管中水柱上升,装置b中的导管中水柱下降。讨论:导管中的水柱变化说明什么问题?装置a中的导管中水柱上升,说明大试管内气体压强减小,a装置中有气体参加反应。装置b中的导管中水柱下降,说明大试管内气体生成。第9页/共43页学生活动请大家根据原电池原理,写出电极反应式及电池反应方程式。a装置中:负极:Fe-2e-=Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-电池反应:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2分析:中性或酸性很弱或碱性条件下,易发生吸氧腐蚀。第10页/共43页 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3
5、nH2O+(3-n)H2Oa装置中:进一步反应:进一步反应:第11页/共43页正极:2H+2e-=H2 负极:Fe-2e-=Fe2+b装置中:电池反应:Fe+2H+=Fe2+H2 分析:当钢铁处于酸性气氛中时,易发生析氢腐蚀。析氢腐蚀和吸氧腐蚀都属于电化学腐蚀。第12页/共43页 纯铁片放入稀纯铁片放入稀H2SO4中也有氢气放出,发生中也有氢气放出,发生的是析氢腐蚀吗?的是析氢腐蚀吗?不是析氢腐蚀而是化学腐蚀,因为没有形成原电池。第13页/共43页 烧过菜的铁锅如果未及时烧过菜的铁锅如果未及时洗净(残液中含洗净(残液中含 NaClNaCl),第二),第二天便出现红棕色锈斑(主要成分天便出现红棕
6、色锈斑(主要成分为为FeFe2 2O O3 3n nH H2 2O O)。请问这种腐蚀是)。请问这种腐蚀是化学腐蚀还是电化学腐蚀化学腐蚀还是电化学腐蚀?为什么为什么?解析:属于电化学腐蚀。解析:属于电化学腐蚀。因为铁锅是由生铁做成的因为铁锅是由生铁做成的,铁锅生锈是铁锅生锈是因为因为Fe-C-NaClFe-C-NaCl形成原电池。铁作负极,失形成原电池。铁作负极,失去电子变成亚铁离子,从而被腐蚀。去电子变成亚铁离子,从而被腐蚀。第14页/共43页知识小结金属阳离子失e-氧化反应3、金属腐蚀的类型化学腐蚀电化学腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀金属原子2、金属腐蚀的本质:1、金属腐蚀:是指金属或合金跟接触的气
7、体或液体发生氧化还原反应而腐蚀损耗的过程。M neM ne-MMn+n+第15页/共43页化学腐蚀与电化腐蚀的比较:化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟其他物质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触无电流产生有微弱电流产生金属被氧化较活泼金属被氧化两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍第16页/共43页钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O(铁锈)通常两种腐蚀同时存在,但后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱或碱性。电极反应负极Fe(-)Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正极C(+)2H+2e-=H2O2+2H2
8、O+4e-=4OH-总反应:Fe+2H+=Fe2+H2 2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系第17页/共43页科学探究科学探究 现有洁净无锈的铁钉,试管、植物油、现有洁净无锈的铁钉,试管、植物油、NaClNaCl溶液、溶液、CHCH3 3COOHCOOH溶液和煮沸后迅速冷却溶液和煮沸后迅速冷却的蒸馏水,你也可以选用其他物品,设计实的蒸馏水,你也可以选用其他物品,设计实验探究铁钉锈蚀需要哪些条件,以及在什么验探究铁钉锈蚀需要哪些条件,以及在什么条件下锈蚀速率快。条件下锈蚀速率快。不同条件下铁钉的腐蚀不同条件下铁钉的腐蚀第18页/共43页
9、实实验验方方案案CHCH3 3COOHCOOH溶溶液液煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水NaClNaCl溶液溶液煮沸后迅速煮沸后迅速冷却的蒸馏冷却的蒸馏水水植物油植物油记记录录结结论论有气泡产有气泡产生,反应生,反应速率快速率快相当长时相当长时间铁钉未间铁钉未被腐蚀被腐蚀铁钉被腐铁钉被腐蚀最快蚀最快由于无由于无O O2 2,较长时间铁较长时间铁钉未被腐蚀钉未被腐蚀铁钉渐铁钉渐渐生锈渐生锈铁钉被铁钉被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O O2 2,铁钉未被铁钉未被腐蚀腐蚀无现象无现象由于无由于无O O2 2、H H2 2O O铁钉不铁钉不能被腐蚀能被腐蚀植植物物油油第19页/共43页影响
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