1、電解與極化作用分解電壓極化作用電解時電極上的反應金屬的電化學腐蝕、防腐與金屬的鈍化電解與極化作用分解電壓極化作用電解時電極上的反應金屬的電化學分 解 電 壓電極：電解質溶液：鉑1mol kg1 H2SO41mol kg1 H2SO4分 解 電 壓電極：電解質溶液：鉑1mol 電解池：() Pt1mol kg1 H2SO4Pt() 正極反應正極反應4H2H2O2H2(g) 4eO2(g)4eH2(g , pH2 )O2(g,pO 2 )() PtH2SO4 (1molkg -1 )Pt() 原電池：電池反應2H2OO2(g)2H2(g) IV0E分解2H2OO2(g)4e負極反應負極反應2H2(

2、g) 4H4eE分解由析出的H2、O2 構成的原電池的反電動勢的最大值 使某電解質溶液能連續(xù)不斷發(fā)生電解時所需最小電壓 4H+4H+電解池：() Pt1mol kg1 H2SO4E可逆(O2H2O,H+)(H+H2)(O2H2O,H+)E可逆(O2H2O,H+)1.229 (V)E分解1.67(V)結 論當VE分解 時，電解反應才能實際發(fā)生E分解 E可逆實際 可逆極化E可逆(O2H2O,H+)(H+H2)(O2極 化 作 用平當 I0時平超電勢濃差極化極 化電化學極化：電極附近的濃度本體溶液濃度反應活化能造成電極反應遲緩(陽)-平(陰)(陰,平)(陰) (陽)(陽,平)極 化 作 用平當 I0

3、時平設一電極反應:MZ+ZeM(s)溶液本體 MZ+ 濃度為a，電極表面附近 MZ+ 濃度為ae平lna濃差極化：ln aeln平平陽極反應：aea陰極反應：陰陰，平aea陽陽，平電化學極化：陽極正電荷積累陽陽，平陰極負電荷積累陰陰，平平設一電極反應:MZ+ZeM(s)溶液本體 MZ+ 濃度為超電勢的測定三電極裝置超電勢的測定三電極裝置E分解陽+陰0E分解陽+陰00V輸出0V輸出對任一電化學裝置均有: E分解 E可逆陰陽IR特別對于電解池有:E分解E可逆陰陽IR或E分解，平陰陽IR，平氫 超 電 勢ablg j(電流密度較大) j(電流密度很小)a、b 、 為經驗常數(shù)a50mV與電極材料、電極

4、表面狀態(tài)、溶液組成以及T有關與電極材料本性有關bTafel公式對任一電化學裝置均有: E分解 E可逆陰陽高金屬(a1.01.5V)如P b, Zn, Cd, Hg, Ga 等中金屬(a0.50.8V)如Fe, Co, Ni, Cu, Ag, Au, W 等低金屬(a0.10.3V)如Pt, Pd 等 高金屬(a1.01.5V)如P b, Zn, Cd,氫在陰極上析出機理 (1)H3O(本體)H3O(陰極附近)反應物傳質(2)H3O(陰極附近)H3O(陽極上)前置轉化(3)H3OMeeMeHH2OVolmerH3OMeHeMeH2H2OHeyrovskyMeHMeH2MeH2(4)復合脫附(5)

5、H2(電極附近)H2(本體)nH2H2電化學液相傳質和新相生成氫在陰極上析出機理 (1)H3O(本體)H3O(陰極附近電解時電極上的反應電解時電極上的反應1 高的反應優(yōu)先在陰極上進行低的反應優(yōu)先在陽極上進行原則電解還原與氧化的作用2電解還原NaNO32H+2eNaNO2H2O2NaHSO32H+2eNa2S2O42H2O電解氧化2(NH4)2SO42H2O(NH4)2S2O82NH4OHH22K2MnO42H2O2KMnO42KOHH2電解時電極上的反應電解時電極上的反應1 高的反應優(yōu)先在陰以Hg為陰極 以Pt為陰極 有機氟電化學合成電聚合以Hg為陰極 以Pt為陰極 有機氟電化學合成電聚合金屬

6、的電化學腐蝕、防腐與金屬的鈍化金屬及其制品與周圍介質發(fā)生化學或電化學作用而自發(fā)腐蝕地遭受破壞腐 蝕化學腐蝕由于金屬表面與介質接觸發(fā)生化學作用引起，反應過程中沒有電流產生生物化學腐蝕由微生物的生命過程引起電化學腐蝕由金屬和介質發(fā)生電化學反應引起，反應過程中有電流產生金屬與介質之間形成原電池腐蝕電池使金屬材料破壞而不能對外作有用功的短路電池1.金屬的電化學腐蝕金屬的電化學腐蝕、防腐與金屬的鈍化金屬及其制品與周圍介質發(fā)生腐蝕電池宏觀電池化學電池濃差電池微電池 金屬表面上電化學不均勻性而構成的短路電池同種金屬濃度不同的電解液兩種不同金屬電解質溶液陽極過程金屬原子失去電子成為離子離開電極表面轉陰極過程(

7、釋氫腐蝕)(吸氧腐蝕)入溶液或離子以固態(tài)產 物留在金屬表面氫離子的還原或氧分子的還原反應腐蝕電池MMZ+(溶液)Ze或MxH2OMZ+xH2OZe2H+2eH2 (g)或O2 (g) 4H+4e2H2O腐蝕電池宏觀電池化學電池濃差電池微電池 金屬表面上電化學不均 帶有鐵鉚釘?shù)你~板若暴露在空氣中，表面被潮濕空氣或雨水浸潤，空氣中的CO2、SO2和海邊空氣中的NaCl溶解其中，形成電解質溶液，這樣組成了原電池，銅作陰極，鐵作陽極，所以鐵很快腐蝕形成鐵銹。 帶有鐵鉚釘?shù)你~板若暴露在空氣中，表面被潮濕空氣或雨水浸潤金屬極化性能:若金屬的陽極極化較小，當陰極若陰極為釋氫反應，則使釋氫反應去極化的物質均能

8、加速金屬的其他的條件相同，極化曲線的斜率越小，則腐蝕電流越大金屬的平：其他的條件相同，腐蝕電池的初始電勢差越大，則腐蝕電流越大 反應及其極化曲線相同時，金屬的電勢 越負，腐蝕電流越大H2 ：腐蝕速率影響金屬腐蝕速率因素：金屬極化性能:若金屬的陽極極化較小，當陰極若陰極為釋氫反應，金屬的防腐2.在介質中加入緩蝕劑保護改變金屬電勢使其處于電勢pH圖的免腐蝕區(qū)和鈍化區(qū)正確選用金屬材料，合理設計金屬結構i陽極電保護ii陰極電保護iii保護器保護通電鈍化金屬將被保護的金屬構件與外電源的負極相接犧牲陽極法保護復蓋層保護陽極型緩蝕劑直接阻止陽極表面的金屬進入溶液陰極型緩蝕劑抑制陰極過程的進行，加大陰極極化有機緩蝕劑吸附在金屬表面而增