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電化學(xué)腐蝕注意事項(xiàng)

更新時(shí)間:2014-09-30點(diǎn)擊次數(shù):1702

什么是電化學(xué)腐蝕? 

金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸,通過(guò)電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中,金屬失去電子而被氧化,其反應(yīng)過(guò)程稱(chēng)為陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程,反應(yīng)產(chǎn)物是進(jìn)入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物(或金屬難溶鹽);介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原,其反應(yīng)過(guò)程稱(chēng)為陰極反應(yīng)過(guò)程。在陰極反應(yīng)過(guò)程中,獲得電子而被還原的物質(zhì)習(xí)慣上稱(chēng)為去極化劑。在均勻腐蝕時(shí),金屬表面上各處進(jìn)行陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒(méi)有顯著差別,進(jìn)行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機(jī)變動(dòng)。如果金屬表面有某些區(qū)域主要進(jìn)行陽(yáng)極反應(yīng),其余表面區(qū)域主要進(jìn)行陰極反應(yīng),則稱(chēng)前者為陽(yáng)極區(qū),后者為陰極區(qū),陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽(yáng)極反應(yīng),故常采用外接電源或用導(dǎo)線(xiàn)將被保護(hù)金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接,以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。

 

吸氧腐蝕 金屬在酸性很弱或中性溶液里,空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中而發(fā)生的電化腐蝕,叫吸氧腐蝕. 例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕,其電極反應(yīng)如下: 
負(fù)極(Fe):Fe - 2e = Fe2+ 
正極(C):2H2O + O2 + 4e = 4OH- 
鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕. 

 

在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時(shí)放出氫氣,這種腐蝕叫做析氫腐蝕。在鋼鐵制品中一般都含有碳。在潮濕空氣中,鋼鐵表面會(huì)吸附水汽而形成一層薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就變成一種電解質(zhì)溶液,使水里的H+增多。是就構(gòu)成無(wú)數(shù)個(gè)以鐵為負(fù)極、碳為正極、酸性水膜為電解質(zhì)溶液的微小原電池。這些原電池里發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是 
負(fù)極(鐵):鐵被氧化Fe-2e=Fe2+;正極(碳):溶液中的H+被還原2H++2e=H2↑ 
這樣就形成無(wú)數(shù)的微小原電池。后氫氣在碳的表面放出,鐵被腐蝕,所以叫析氫腐蝕。 

    陰極保護(hù)是一種用于防止金屬在電介質(zhì)(海水、淡水及土壤等介質(zhì))中腐蝕的電化學(xué)保護(hù)技術(shù),該技術(shù)的基本原理是使金屬構(gòu)件作為陰極,對(duì)其施加一的直流電流,使其產(chǎn)生陰極極化,當(dāng)金屬的電位負(fù)于某一電位值時(shí),該金屬表面的電化學(xué)不均勻性得到消除,腐蝕的陰極溶解過(guò)程得到有效抑制,達(dá)到保護(hù)的目的。下面用極化曲線(xiàn)來(lái)說(shuō)明陰極保護(hù)原理。為了說(shuō)明問(wèn)題,把陰極,陽(yáng)極極化曲線(xiàn)簡(jiǎn)化成直線(xiàn),如下圖(1)所示。 
    在金屬表面上的陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都有自己的平衡點(diǎn),為了達(dá)到的陰極保護(hù),必須使整個(gè)金屬的電位降低到活潑點(diǎn)的平衡電位。設(shè)金屬表面陽(yáng)極電位和陰極電位分別為Ea和Ec,金屬腐蝕過(guò)程由于極化作用,陽(yáng)極和陰極的電位都接近于交點(diǎn)S所對(duì)應(yīng)的電位Ecorr(自然腐蝕電位),這時(shí)的腐蝕電流為Icorr。 
如果進(jìn)行陰極極化,電位將從向更負(fù)的方向移動(dòng),陽(yáng)極反應(yīng)曲線(xiàn)EcS從S向C 點(diǎn)方向延長(zhǎng),當(dāng)電位極化到E1時(shí),所需的極化電流為I1,相當(dāng)于AC線(xiàn)段,其中BC線(xiàn)段這部分是外加的,AB線(xiàn)段這部分電流是陽(yáng)極反應(yīng)所提供的電流,此時(shí)金屬尚未腐蝕。如果使金屬陰極極化到更負(fù)的電位,例如達(dá)到Ea,這時(shí)由于金屬表面各個(gè)區(qū)域的電位都等于Ea,腐蝕電流為零,金屬達(dá)到了保護(hù),此時(shí)外加電流Iapp1即為保護(hù)所需電流。 
    根據(jù)提供陰極極化電流的方式不同,陰極保護(hù)又分為犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法和外加電流陰極保護(hù)法兩種。 


    在眾多的工業(yè)用途中,不銹鋼都能提供今人滿(mǎn)意的耐蝕性能。根據(jù)使用的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,除機(jī)械失效外,不銹鋼的腐蝕主要表現(xiàn)在:不銹鋼的一種嚴(yán)重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導(dǎo)致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實(shí)上,很多失效事故是可以通過(guò)合理的選材而予以避免的。 
    應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC):是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴(kuò)展而互生失效的一種通用術(shù)語(yǔ)。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的必要條件是要有拉應(yīng)力(不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴(kuò)展大致與拉應(yīng)力方向垂直。這個(gè)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力值,要比沒(méi)有腐蝕介質(zhì)存在時(shí)材料斷裂所需要的應(yīng)力值小得多。在微觀上,穿過(guò)晶粒的裂紋稱(chēng)為穿晶裂紋,而沿晶界擴(kuò)圖的裂紋稱(chēng)為沿晶裂紋,當(dāng)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂擴(kuò)展至其一深度時(shí)(此處,承受載荷的材料斷面上的應(yīng)力達(dá)到它在空氣中的斷裂應(yīng)力),則材料就按正常的裂紋(在韌性材料中,通常是通過(guò)顯微缺陷的聚合)而斷開(kāi)。因此,由于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂而失效的零件的斷面,將包含有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相的“韌窩”區(qū)域。 
    點(diǎn)腐蝕:是一種導(dǎo)致腐蝕的局部腐蝕形式。 
    晶間腐蝕:晶粒間界是結(jié)晶學(xué)取向不同的晶粒間紊亂錯(cuò)合的界城,因而,它們是鋼中各種溶質(zhì)元素偏析或金屬化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利區(qū)城。因此,在某些腐蝕介質(zhì)中,晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類(lèi)型的腐蝕被稱(chēng)為晶間腐蝕,大多數(shù)的金屬和合金在特定的腐蝕介質(zhì)中都可能呈現(xiàn)晶間腐蝕。 
    縫隙腐蝕:是局部腐蝕的一種形式,它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內(nèi)。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成,例如,在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動(dòng)的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。 
v全面腐蝕:是用來(lái)描述在整個(gè)合金表面上以比較均勺的方式所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術(shù)語(yǔ)。當(dāng)發(fā)生全面腐蝕時(shí),村料由于腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中可能呈現(xiàn)全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問(wèn)題并不怎么令人擔(dān)心,因?yàn)?,這種腐蝕通??梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的浸泡試驗(yàn)或查閱腐蝕方面的文獻(xiàn)資料而預(yù)測(cè)它。 


2.各種不銹鋼的耐腐蝕性能 
304 是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設(shè)備和機(jī)件。 
301 不銹鋼在形變時(shí)呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象,被用于要求較高強(qiáng)度的各種場(chǎng)合。 
302 不銹鋼實(shí)質(zhì)上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種,通過(guò)冷軋可使其獲得較高的強(qiáng)度。 
302B 是一種含硅量較高的不銹鋼,它具有較高的抗高溫氧化性能。 
303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼,用于主要要求易切削和表而光浩度高的場(chǎng)合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機(jī)件,因?yàn)樵谶@類(lèi)條件下,這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。 
304L 是碳含量較低的304不銹鋼的變種,用于需要焊接的場(chǎng)合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。 
304N 是一種含氮的不銹鋼,加氮是為了提高鋼的強(qiáng)度。 
305和384 不銹鋼含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用于對(duì)冷成型性要求高的各種場(chǎng)合。 
308 不銹鋼用于制作焊條。 
309、310、314及330 不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高,為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強(qiáng)度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種,所不同者只是碳含量較低,為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至少。330不銹鋼有著特別高的抗?jié)B碳能力和抗熱震性. 
316和317 型不銹鋼含有鋁,因而在海洋和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼。其中,316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強(qiáng)度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。 
321、347及348 是分別以鈦,鈮加鉭、鈮穩(wěn)定化的不銹鋼,適宜作高溫下使用的焊接構(gòu)件。348是一種適用于核動(dòng)力工業(yè)的不銹鋼,對(duì)鉭和鉆的合量有著一的限制。

 

電化學(xué)腐蝕

1.不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí),會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng),比較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。鋼鐵在潮濕的空氣中所發(fā)生的腐蝕是電化學(xué)腐蝕突出的例子。

  我們知道,鋼鐵在干燥的空氣里長(zhǎng)時(shí)間不易腐蝕,但潮濕的空氣中卻很快就會(huì)腐蝕。原來(lái),在潮濕的空氣里,鋼鐵的表面吸附了一層薄薄的水膜,這層水膜里含有少量的氫離子與氫氧根離子,還溶解了氧氣等氣體,結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成無(wú)數(shù)微小的原電池。在這些原電池里,鐵是負(fù)極,碳是正極。鐵失去電子而被氧化.電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。

  金屬材料與電解質(zhì)溶液接觸,通過(guò)電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是一種氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)中,金屬失去電子而被氧化,其反應(yīng)過(guò)程稱(chēng)為陽(yáng)極反應(yīng)過(guò)程,反應(yīng)產(chǎn)物是進(jìn)入介質(zhì)中的金屬離子或覆蓋在金屬表面上的金屬氧化物(或金屬難溶鹽);介質(zhì)中的物質(zhì)從金屬表面獲得電子而被還原,其反應(yīng)過(guò)程稱(chēng)為陰極反應(yīng)過(guò)程。在陰極反應(yīng)過(guò)程中,獲得電子而被還原的物質(zhì)習(xí)慣上稱(chēng)為去極化劑。

  在均勻腐蝕時(shí),金屬表面上各處進(jìn)行陽(yáng)極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的概率沒(méi)有顯著差別,進(jìn)行兩種反應(yīng)的表面位置不斷地隨機(jī)變動(dòng)。如果金屬表面有某些區(qū)域主要進(jìn)行陽(yáng)極反應(yīng),其余表面區(qū)域主要進(jìn)行陰極反應(yīng),則稱(chēng)前者為陽(yáng)極區(qū),后者為陰極區(qū),陽(yáng)極區(qū)和陰極區(qū)組成了腐蝕電池。直接造成金屬材料破壞的是陽(yáng)極反應(yīng),故常采用外接電源或用導(dǎo)線(xiàn)將被保護(hù)金屬與另一塊電極電位較低的金屬相聯(lián)接,以使腐蝕發(fā)生在電位較低的金屬上。 

  2.金屬的腐蝕原理有多種,其中電化學(xué)腐蝕是為廣泛的一種。當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣中,金屬表面會(huì)形成一種微電池,也稱(chēng)腐蝕電池(其電極習(xí)慣上稱(chēng)陰、陽(yáng)極,不叫正、負(fù)極)。陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng),使陽(yáng)極發(fā)生溶解,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),一般只起傳遞電子的作用。腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分,形成一層水膜,因而使空氣中CO2,SO2,NO2等溶解在這層水膜中,形成電解質(zhì)溶液,而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的,如工業(yè)用的鋼鐵,實(shí)際上是合金,即除鐵之外,還含有石墨、滲碳體(Fe3C)以及其它金屬和雜質(zhì),它們大多數(shù)沒(méi)有鐵活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽(yáng)極為鐵,而陰極為雜質(zhì),又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸,使得腐蝕不斷進(jìn)行。

  (1)析氫腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較強(qiáng)時(shí))

  陽(yáng)極(Fe):Fe=Fe2++2e-

  Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+

  陰極(雜質(zhì)):2H++2e-=H2 

  電池反應(yīng):Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑

  由于有氫氣放出,所以稱(chēng)之為析氫腐蝕。

  (2)吸氧腐蝕(鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時(shí))

  陽(yáng)極(Fe):Fe=Fe2++2e-

  陰極:O2+2H2O+4e-=4OH-

  總反應(yīng):2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2

  由于吸收氧氣,所以也叫吸氧腐蝕。

  析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2被氧所氧化,生成Fe(OH)3脫水生成Fe2O3 鐵銹。鋼鐵制品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。

  Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑ O2+2H2O+4e-→4OH- 

  2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 2H++2e-→H2

 

化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別

根據(jù)腐蝕的作用原理,可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。兩者的區(qū)別是當(dāng)電化學(xué)腐蝕發(fā)生時(shí),金屬表面存在隔離的陰極與陽(yáng)極,有微小的電流存在于兩極之間,單純的化學(xué)腐蝕則不形成微電池。過(guò)去認(rèn)為,高溫氣體腐蝕(如高溫氧化)屬于化學(xué)腐蝕,但近代概念指出在高溫腐蝕中也存在隔離的陽(yáng)極和陰極區(qū),也有電子和離子的流動(dòng)。據(jù)此,出現(xiàn)了另一種分類(lèi):干腐蝕和濕腐蝕。濕腐蝕是指金屬在水溶液中的腐蝕,是典型的電化學(xué)腐蝕,干腐蝕則是指在干氣體(通常是在高溫)或非水溶液中的腐蝕。單純的物理腐蝕,對(duì)于金屬很少見(jiàn),對(duì)于非金屬,則多半產(chǎn)生單純的化學(xué)或物理腐蝕,有時(shí)兩種作用同時(shí)發(fā)生。

電化學(xué)腐蝕

金屬腐蝕是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題,每年由于金屬的腐蝕所引起的損失是巨大的。工人辛辛苦苦地把鐵礦石煤煉成鐵和鋼,可是這些鋼鐵卻天天在遭受腐蝕,又變成了鐵礦石的兄弟——氧化鐵。所以,弄懂腐蝕的原因和找出防腐的方法,不論在理論上和實(shí)用上,都有很大的意義。這里介紹的是由電化學(xué)反應(yīng)引起的腐蝕現(xiàn)象。
  把兩枚鐵釘浸泡在濃鹽酸中,浸泡的時(shí)間好長(zhǎng)一些(一天左右),以除去鍍?cè)阼F釘表面的鋅或舊鐵釘上的鐵銹。然后用水洗去鐵釘上的鹽酸,晾干。把純鋅片(可將廢干電池的外皮洗凈,用砂紙擦亮后,剪成狹長(zhǎng)的鋅片)繞在*枚鐵釘?shù)闹胁?,鋅片要繞得緊密些,盡量減少鋅片之間的縫隙。
將銅絲(或用刮去漆皮的漆包線(xiàn))繞在二枚鐵釘?shù)闹胁?,也要繞得緊密。
  將細(xì)鐵絲浸泡在6M鹽酸中,以除去鍍?cè)诒砻娴匿\。然后用水洗凈、晾干,把它繞在一長(zhǎng)條鋅片的中部。再把另一段處理好的細(xì)鐵絲繞在一段粗銅絲(或用粗的漆包線(xiàn),刮去漆皮)上。
  上面這些材料準(zhǔn)備好以后,在試管架上放四支試管,再在這些鐵釘、鋅片銅絲上系好棉線(xiàn),并把它們懸掛在四支試管中,使它們的位置正好在試管的中部,但應(yīng)注意不要讓鐵釘、鋅片和銅絲與試管內(nèi)壁接觸,而要懸空地掛在試管中。
  在燒杯中加100毫升蒸餾水和0.7克瓊脂,加熱使瓊脂全部溶解。稍冷,再往瓊脂溶液中加入2毫升酚酞指示劑,攪拌均勻。等瓊脂溶液變成溫?zé)?,但還沒(méi)有結(jié)凍以前,把瓊脂溶液變成溫?zé)?,但還沒(méi)有結(jié)凍以前,把瓊脂溶液倒入四支試管中,一直倒?jié)M為止。瓊脂溶液凝固后, 鐵釘、鋅片和銅絲就被固定在膠凍中。這時(shí)還須注意,不能讓膠凍中留有氣泡。 

  不久,四支試管中的金屬和瓊脂膠凍發(fā)生了變化。在*支試管中,鐵釘中部繞了鋅片,可以看到鋅片上生成了沉淀,這是因?yàn)殇\被腐蝕了:
          Zn=Zn2++2e 
  生成的Zn2+與膠凍中的鐵qinghuajia作用生成了白色的鐵qing化鋅沉淀:
          Zn2++2K3[Fe(CN)6]=Zn3[Fe(CN)62+6K+
  而鐵釘依然保持不變,只是它的周?chē)哪z凍變成粉紅色了。
  為什么會(huì)發(fā)生這一變化呢?原來(lái)鋅片繞在鐵釘上后,鋅與鐵就組成了一個(gè)原電池,鋅是負(fù)極,鐵是正極。負(fù)極上發(fā)生以下反應(yīng):
                Zn=Zn2++2e
  正極上則析出氫氣:
                2H+2e=H2
  由于氫氣的析出,使正極周?chē)臍潆x子濃度減少,氫氧根離子濃度就相對(duì)地增多,于是正極(鐵)周?chē)哪z凍顯堿性,所以酚酞就顯粉紅色。
  在二支試管中,鐵釘中部繞了銅絲。銅絲周?chē)霈F(xiàn)粉紅色。鐵釘上(特別是鐵釘?shù)膬啥耍┏霈F(xiàn)藍(lán)色沉淀。這是因?yàn)殍F與銅接觸也組成了一個(gè)原電池。但鐵是負(fù)極,銅是正極,因此鐵就被腐蝕。負(fù)極的反應(yīng)是:
                Fe=Fe2++2e
  Fe2+又與膠凍中的鐵qing化jia生成深藍(lán)色的滕氏藍(lán)沉淀(Fe3[FeCN62):
 3Fe2++2K3Fe(CN)6=Fe3[Fe(CN)6]2+6K+
  正極(銅)上則生成氫氣:
         2H++2e=H2 
  和上面的實(shí)驗(yàn)一樣,銅絲周?chē)臍溲醺x子的濃度大于氫離子濃度于是膠凍中的酚酞出現(xiàn)粉紅色。
  在三支試管中,鋅片中部繞了鐵絲,鋅與鐵組成原電池。鋅是負(fù)極,鐵是正極,因此,鋅片上生成白色沉淀,鐵絲周?chē)兂煞奂t色。
  在四支試管中,銅絲中部繞了鐵絲,鐵是負(fù)極,銅是正極,鐵絲上生成滕氏藍(lán),銅絲周?chē)霈F(xiàn)粉紅色。
  后還可以看到膠凍中出現(xiàn)氣泡,說(shuō)明在金屬腐蝕過(guò)程中確實(shí)有氫氣生成。
通過(guò)以上四個(gè)實(shí)驗(yàn),可以使你了解到,金屬腐蝕的原因之一是,當(dāng)金屬中存在雜質(zhì)的時(shí)候,兩種金屬就組成了原電池,引起了電化腐蝕。
  如果雜質(zhì)金屬比鐵活潑,那么雜質(zhì)先被腐蝕。如果鐵比雜質(zhì)金屬活潑,那么鐵就被腐蝕了。當(dāng)你細(xì)心地觀察日常生活中發(fā)生的現(xiàn)象,你就會(huì)找到這些電化腐蝕的例子。
  白鐵是把鋅鍍?cè)阼F片上制成的,它可以做煙筒、鐵盆、水壺等。鋅鍍?cè)阼F片上起了保護(hù)鐵的作用,這是因?yàn)殇\不僅使鐵與空氣(氧氣和潮氣)隔絕,而且即使白鐵遭到破壞,也是鋅先被腐蝕掉。
現(xiàn)在你了解了電化腐蝕的道理,你就會(huì)知道千萬(wàn)不要讓鐵與銅或銀等不活潑金屬接觸,否則鐵會(huì)很快被腐蝕。
  另外,用來(lái)制作罐頭盒的馬口鐵是把錫鍍?cè)阼F的外面,由于錫比較穩(wěn)定,所以鍍?cè)阼F上以后,可以防止鐵被腐蝕。但是,如果錫的鍍層有了裂口,那么罐頭盒反而壞得更快了。原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)殄a不如鐵活潑,它們組成的原電池中,鐵是負(fù)極,錫是正極,當(dāng)然是鐵先被腐蝕。這樣一來(lái),錫不但不起保護(hù)作用,反而使鐵爛得更快了。

 

參比電極

  reference electrode

  測(cè)量各種電極電勢(shì)時(shí)作為參照比較的電極。將被測(cè)定的電極與已知電極電勢(shì)數(shù)值的參比電極構(gòu)成電池,測(cè)定電池電動(dòng)勢(shì)數(shù)值,就可計(jì)算出被測(cè)定電極的電極電勢(shì)。參比電極必須是電極反應(yīng)為單一的可逆反應(yīng),電極電勢(shì)穩(wěn)定和重現(xiàn)性好。通常多用微溶鹽電極作為參比電極,氫電極只是一個(gè)理想的但不易于實(shí)現(xiàn)的參比電極。常用參比電極列表如下。

1. 研究電極:研究電極也叫工作電極或試驗(yàn)電極,該電極上所發(fā)生的電極過(guò)程就是我們的研究對(duì)象。因此要求研究電有重現(xiàn)的表面性質(zhì),如電極的組成和電極的表面狀態(tài)。作為電化學(xué)研究用得較廣的研究電極有固體金屬電極和液體金屬電極。
    2. 輔助電極:輔助電極也叫對(duì)電極,它只用來(lái)通過(guò)電流以實(shí)現(xiàn)研究電極的極化。研究陰極過(guò)程時(shí),輔助電極作陽(yáng)極,而研究陽(yáng)極過(guò)程時(shí),輔助電極作陰極。輔助電極的面積一般比研究電,這樣就降低了輔助電極上的電流密度,使其在測(cè)量過(guò)程中基本上不被極化,因而常用鉑黑電極作輔助電極。有時(shí)為了測(cè)量簡(jiǎn)便輔助電極也可以用于研究電極相同的金屬制作。如果輔助電極的產(chǎn)物對(duì)研究電極有影響,則可以在H型電解池中間用素?zé)苫蛭⒖谉Y(jié)玻璃板(D)把陰陽(yáng)極區(qū)隔開(kāi)(見(jiàn)圖2-3)。
    3. 參比電極:參比電極是測(cè)量電極電位的比較標(biāo)準(zhǔn),它在測(cè)量過(guò)程中具有已知且穩(wěn)定的電極電位,因而用參比電極和待測(cè)電極組成測(cè)量電池,從測(cè)出測(cè)量電池的電動(dòng)勢(shì)便可計(jì)算待測(cè)電極的電極電位。一般對(duì)參比電極性能的要求比較嚴(yán)格,參比電極是可逆電極,它的電位是平衡電位,符合Nernst電極電位公式,原則上將參比電極應(yīng)是不極化電極,換言之當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)電極電位變化很微小。在使用中要求參比電極的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性要好,也就是說(shuō)參比電極放置一時(shí)間后其電極電位值應(yīng)不改變,而且各次制作的參比電極的電位也應(yīng)相同。參比電極的電位隨溫度變化要小,而且斷電后能很快地恢復(fù)到原先的電極電位,不發(fā)生滯后現(xiàn)象。后,參比電極的制備、使用和維護(hù)要求方便。 

 

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