物化实验,电化学

《物化实验,电化学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验金属的电化腐蚀及其防护一实验目的(1)了解金属电化腐蚀的基木原理及其影响因素。(2)掌握防止金属腐蚀的原理及方法。二实验原理金属在与周围介质作用下，因发牛化学反应或电化学反应而引起的破坏称为金属腐蚀。单纯因发生化学反应而引起的腐蚀称化学腐蚀；当金属和电解质溶液接触时，因发生与原电池相似的电化学作川而引起的腐蚀称为电化腐蚀。电化腐蚀町以以宏电池形式发生，即整块金属构成腐蚀电池的阳极，与其相联系的另一种材料(金属或碳等)构成阴极；而电化腐蚀更普遍的形式是形成微电池，即金属材料的某一局部的主体金属构成阳极，其周围存在

2、的朵质(另一种金属、碳或金属碳化物等)构成阴极。总之，在腐蚀电池小，总是较活泼的金属充当阳极发生氧化反应而被腐蚀；活泼性较差的金属或其它杂质充当阴极，电解质屮的氧化性物质(离了或分了)在其表面获得电了发生还原反应。对一定金属而言，影响其电化学腐蚀速度的主要因素是介质的温度和化学组成(成分、浓度)。一般来说，电解质的温度升高，有利于离子或分子在其中的迁移，从而加快电极反应速度，即加速金属的电化学腐蚀速度。金属在酸性介质屮通常发生析氢腐蚀，且酸性越强腐蚀速度越快，H+在阴极还原为比析出：阳极(Fe)：Fe一2e~Fe2

3、+阴极(杂质)：2H++2e'->H2f总反应：Fe+2H*->Fe2++H2T金属在弱酸性(PHN4)及中性介质中，主要发生的是吸氧腐蚀，反应为：阳极(Fe)：2Fe一4e~—2F0阴极(杂质)：。2+2H2O+4e~t4OH'总反应：2Fc+02+2H2O->2Fc(OH)2产:物Fe(0H)2可进一步被02氧化：4Fe(0H)2+02+2H2O->4Fe(OH)34Fe(OH)3->Fe2O3xH2O以上反应同时伴随热量的产生。差异充气腐蚀是吸氧腐蚀的一种形式，它是因金属表而电解质小氧气的浓度(分压)分布不均

4、匀引起的。由电极反应式：02+2H2O十4e"->40H~可得E(0./OH')=/0曰-)+空査/(Q)p(02)大的部位E(02/0H~)也大，p(02)小的部位E(02/0H~)亦小，于是就组成了一个氧的浓差电池：P(02)小处的金属成为阳极，发生氧化反应，被腐蚀；"(Q)人处为阴极，02(加水)还原为OH：桥梁断裂，地桩损坏，锅炉爆炸，仪表失灵等危及人们主命和财产安全的事故，往往是由于金属的吸氧腐蚀引起的。为了防止金属的腐蚀，常采取以下措施和办法：①改善金属的组织结构以增加其抗腐蚀能力；②涂覆保护层，使金属

5、与腐蚀介质隔绝；③控制环境、改善介质；④缓蚀剂法；⑤阴极保护法。三仪器药品1.仪器电子天平(公用)、毫伏表、温度计(0〜100°C)、抽滤瓶(125cm3).烧杯(100cm50cm3各2只)、量筒(50cm3,10cm3)、碱式滴定管(50cm3,2支)、滴定管夹、铁架台、铁三角架、石棉网、酒精灯、试管(5支)、试管架、盐桥、研钵、橡胶塞、橡胶管、U型玻璃管、锻子。2.药甜酸:硫酸H2SO4(0.1moVdm3)、盐酸HCI(0.1mol/dm3)。碱:乌洛托品(20%)o盐：氯化钠NaCl(5%)、铁氨化钾K

6、3[Fe(CN)6](0.1mol/dm3)。其它：酚St(1%)、邻菲罗琳(0」％)、活性炭(粒状，20〜50H)、述原铁粉(分析纯)。杂品：铁电极(2个)、锌片、小铁钉、砂纸、口细布(lOcmxlOcm)、粗棉线(15cm)、导线、去污粉、吸水纸、称量纸。四实验步骤1.吸氧腐蚀(1)按图1装好仪器。图1铁粉吸氧腐蚀实验装置图1.铁架台2.量气管3.水平管4.滴定管夹5.橡皮管6.温度计7.带胶塞抽滤瓶&捆扎棉线9.包有铁炭混合物的白棉布（2）检查装置是否漏气：松开抽滤瓶7的塞了，往水平管3中注入适量自来水，使量

7、气管2和水平管中的水面都在25cn?左右。上下移动水平管，以赶尽附在橡皮管5和虽:气管中的气泡，然后盖紧抽滤瓶的塞了，使装置密封。移动水平管，使其与量气管产生约15cm的液面差，固定水平管的位置。观察2〜3min,若两管液面保持恒定，说明装置不漏气；否则，要检查原因并采取措施总至不漏气。（3）在电了天平上称取0.02〜0.03g活性炭和1.0〜l.lg铁粉（准确记录铁粉质S）,倒入研钵内研濟，使活性炭颗粒研燃成粉末并与铁粉混合均匀。然后将混合物倒在白棉布屮央,在其上滴加2〜3滴5%的氯化钠溶液，立即用带有橡胶塞的温

8、度计6轻轻搅匀（应呈“豆沙状”），再迅速川口棉布将此混合物包住温度计水银球，并川棉线扎紧使之不落卜。随即将温度计装入抽滤瓶屮，迅速盖紧塞了（保证密封不漏气），准确读出量气管的液而读数（取下水平管并平行靠拢虽气管，上下移动调整英液面与虽气管液面齐平时即可读数），同吋记下温度计读数（填入下表）。Z后每隔2min照样读取一次量气管和温度计读数，直至温度降低接近初始