金属化学腐蚀
金属的腐蚀,由金属单质变成化合物,都称为金属腐蚀。有两类情况,一类是发生一般的化学反应,比如铁和氯气在点燃条件下生成氯化铁,发生的是化学腐蚀。一类是金属和氧化剂发生电化学腐蚀,比如,生铁在潮湿的空气中生锈,其原理如下:生铁属于铁合金,铁和碳和水(自来水或生活用水)形成原电池,铁做负极,碳做正极,生活用水是电解质溶液,负极反应式是:铁失去两个电子,结合氢氧根得到氢氧化亚铁。正极反应式是:氧气得到电子结合水生成氢氧根。氢氧化亚铁不稳定,易被氧气氧化为氢氧化铁,氢氧化铁不稳定,分解为若干水合的氧化铁,形成铁锈。所以说“金属腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀”。
② (1)金属的腐蚀分为:A.化学腐蚀 ...
(1)钢铁管在输送石油的过程中,石油属于非电解质,不能构成原电池装置,金属铁的腐蚀属于化学腐蚀;镀锌水管(表层部分受损)后形成原电池,金属锌为负极,发生失电子的氧化反应,属于电化学腐蚀中的吸氧腐蚀(pH=6~8的电解质环境);镀锡铁桶(表层部分受损)露置在酸雨中,金属铁、锡和酸液形成原电池,金属铁为负极,发生的是电化学的析氢腐蚀;盛有食盐水的铜火锅(碳合金),会形成原电池,金属铜为负极,发生电化学吸氧腐蚀;铜银合金浸泡在稀硫酸中,金属铜为负极,发生析氢腐蚀,故答案为:A、C、B、C、C; (2)“金字招牌”是金属铁和其他金属制成的合金,在空气中发生吸氧腐蚀,负极反应为:Fe-2e - =Fe 2+ ,正极上是氧气得电子的过程,电极反应为:O 2 +4e - +2H 2 O=4OH - ,总反应为:2Fe+O 2 +2H 2 O=2Fe(OH) 2 ,氢氧化亚铁不稳定,易被氧化为氢氧化铁,即4Fe(OH) 2 +O 2 +2H 2 O=4Fe(OH) 3 ,氢氧化铁可以分解为氧化铁,是铁锈的主要成分,即2Fe(OH) 3 =Fe 2 O 3 ?xH 2 O+(3-x)H 2 O,要防止“金字招牌”生锈,可以使其和金属锌连接或是和电源的负极连接即可,故答案为:
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③ 金属的腐蚀性和保护措施
金属材料的腐蚀:是指金属材料和周围介质接触时发生化学或电化学作用而引起的一种破坏现象。由于金属材料的腐蚀可造成设备的跑、冒、滴、漏,污染环境,甚至发生中毒、火灾、爆炸等恶性事故以及资源和能源的严重浪费。因此,研究金属材料的腐蚀机理,弄清腐蚀发生的原因及采取有效的防护措施,对于延长设备寿命、降低成本、提高劳动生产力都具有十分重大的意义。
金属腐蚀的分类:按照金属的腐蚀机理可以将金属腐蚀分为化学腐蚀与电化学腐蚀两大类。不管是化学腐蚀还是电化学腐蚀,金属腐蚀的实质都是金属原子被氧化转化成金属阳离子的过程。
化学腐蚀
化学腐蚀是指金属与非电解质直接发生化学作用而引起的破坏其腐蚀过程是一种纯氧化和还原的纯化学反应,即腐蚀介质直接同金属表面的原子相互作用而形成腐蚀产物。反应进行过程中没有电流产生,其过程符合化学动力学规律。
电化学腐蚀
电化学腐蚀是金属与电解质溶液发生化学作用而引起的破坏。反应过程同时有阳极失去电子,阴极获得电子以及电子的流动,其历程服从电化学的基本规律。
电化学腐蚀又根据其电解质溶液酸碱性的不同分为吸氢腐蚀和析氢腐蚀。
金属材料的主要防腐措施
(1)改善金属的本质
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金,或在金属中添加合金元素,提高其耐蚀性,可以防止或减缓金属的腐蚀。如,在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀的能力。
(2)形成保护层在金属表面覆盖各种保护层,把被保护金属气腐蚀性质隔开,是防止金属腐蚀的有效方法。工业窿辅使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类,通常采用以下方法形成保护层:
1)金属的磷化处理:钢铁制品去油、除锈后,放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡,即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜,这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色,厚度一般为5至20微米,在大气中有较好的耐蚀性。膜是微孔结构,对油漆等的吸附能力强,如用作油漆底层,耐腐蚀性可进一步提高。
2)金属的氧化处理:将钢铁制品加到Na0H和NaN02,的混合溶液中,加热处理,其表面即可形成一层厚度约为0.51.5微米的蓝色氧化膜(主要成分Fe3O4),以达到钢铁防腐蚀的目的,此过程称为发蓝处理,简称发蓝。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性,不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件,弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
3)非金属涂层:用塑料喷涂金属表面,比喷漆效果更佳。塑料覆盖层致密光洁。色泽艳丽,兼具防蚀与装饰的双重功能。搪瓷是含SiO2量较高的玻璃瓷釉,有极好的耐腐蚀性能,因此作为耐腐蚀非金属涂层,广泛用于石油化工、医药、仪器等工业部门和日常生活用品中。
4)金属保护层:这是以一种金属镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层,前一种金属称为镀层金属。金属镀层的形成,除电镀、化学镀外,还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法。
(3)电化学保护
电化学保护是金属腐蚀防护的重要方法之一,其原理是利用外部电流使被腐蚀金属电位发生变化从而减缓或抑制金属腐蚀。电化学保护可分为阳极保护和阴极保护两种方法。
阳极保护
是向金属表面通入足够的阳极电流,使金属发生阳极极化即电位变正并处于钝化状态,金属
溶解大为减缓。
阴极保护是向腐蚀金属表面通入足够的阴极电流,使金属发生阴极极化,即电位变负以阻止金属溶解。
(4)缓蚀剂法
缓蚀剂法是一种常用的防腐蚀措施,在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂就能和金属表面发生物理
化学作用,从而显著降低金属材料的腐蚀。由于缓蚀剂在使用过程中无须专门设备,无须改变金属构件的性质,因而具有经济、适应性强等优点,广泛应用于酸洗冷却水系统、油田注水等。
④ 金属化学腐蚀的实质是什么
额
这个金属的腐蚀分
化学腐蚀
和
电化学腐蚀
,如果是化学腐蚀就可以是能与金属发生反应的物质,一般是酸或是碱。电化学腐蚀的速度比化学腐蚀有很大的提高。一般掺入含有比要腐蚀的金属稳定的导电物质,就能腐蚀,控制要腐蚀的金属不同位置的酸浓度也可以提高腐蚀速度。
⑤ 金属的腐蚀可分为哪几种
金属腐蚀按照腐蚀过程的机理分为两大类:化学腐蚀和电化学腐蚀。
1化学腐蚀
化学腐蚀是金属与周围介质只发生化学作用而没有电流产生的腐蚀过程;化学腐蚀又可分为气体腐蚀和液体腐蚀。
(1)气体腐蚀
气体腐蚀是金属在完全干燥环境中产生的表面腐蚀,如高温氧化产生的氧化铁,其成分有FeO、Fe3O4等。
(2)液体腐蚀。
液体腐蚀是金属在非电解质溶液中在金属表面产生的腐蚀,如含硫的煤气管道表面
2.电化学腐蚀
电化学腐蚀是金属在电解质溶液中有电流产生的腐蚀过程,通常情况下又可分为下列五种类型:
(1)大气腐蚀
绝大多数金属结构件都是在大气环境中使用的,金属在与大气中的腐蚀是最常见的腐蚀类型。金属在潮湿的气体中发生的腐蚀,也归类于这种类型。
(2)电解腐蚀
电解腐蚀是金属在电解质溶液中发生的腐蚀,这类腐蚀也是较为普遍的腐蚀现象,往往是天然水或水溶液作用于金属表面发生的腐蚀。根据介质特性电解腐蚀又分为酸
腐蚀、碱腐蚀和盐腐蚀三类产生的腐蚀现象等。
(3)土壤腐蚀。
土壤腐蚀是土壤对金属表面的作用而产生的腐蚀,这类腐蚀也是较为普遍的腐蚀现象,在金属结构件、金属管道的地下埋设中经常出现。
(4)海水腐蚀。
海水腐蚀通常指船舶和海洋工程结构件因长期被海水浸泡发生的腐蚀,这类腐蚀也非常普遍。
(5)盐浴腐蚀。
盐浴腐蚀是金属与盐溶液接触发生的腐蚀,例如盐熔炉热处理时对金属的腐蚀.
⑥ 金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么
【区别】在于电化学腐蚀能够构成原电池.即存在电极反应。
而化学腐蚀只是一个氧化还原反应,缺少必需的两个固体电极材料构不成原电池。
当电化学腐蚀发生时,金属表面存在隔离的阴极与阳极,有微小的电流存在于两极之间,
单纯的金属化学腐蚀则不形成微电池。
【1】金属化学腐蚀金属与氧化剂直接得失电子,电化学腐蚀利用原电池原理得失电子。
【2】金属化学腐蚀反应中不伴随电流的产生,电化学腐蚀反应中伴随电流的产生。
⑦ 金属电化学腐蚀与化学腐蚀的基本区别是什么
电化学腐蚀的过程比较快,一般就会牵涉到电流。而化学腐蚀就是普通的化学反应反应速度相对较慢。
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