電化學保護法

電化學保護法原電池原理

犧牲陽極保護法

犧牲陽極保護法是用電極電勢比被保護金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在被保護金屬上，形成腐蝕電池，被保護金屬作為陰極而得到保護。

犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅及其合金。此法常用于保護海輪外殼，海水中的各種金屬設(shè)備、構(gòu)件和防止巨型設(shè)備（如貯油罐）以及石油管路的腐蝕。

電化學保護法電解池原理

外加電流法

將被保護金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極，使被保護的金屬作為陰極，在外加直流電的作用下使陰極得到保護。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)備的腐蝕。

電化學保護法金屬不活潑性質(zhì)

根據(jù)不同的涌入選用不同的金屬或非金屬制成合金，防止腐蝕，如不銹鋼

電化學保護法金屬鍍膜原理

采用噴油漆，涂油脂，電鍍，噴鍍或表面鈍化等方法是金屬與介質(zhì)隔離，以防腐蝕

金屬的腐蝕雖然對生產(chǎn)帶來很大危害，但也可以利用腐蝕的原理為生產(chǎn)服務(wù)，發(fā)展為腐蝕加工技術(shù)。例如，在電子工業(yè)上，廣泛采用印刷電路。其制作方法及原理是用照相復(fù)印的方法將線路印在銅箔上，然后將圖形以外不受感光膠保護的銅用三氯化鐵溶液腐蝕，就可以得到線條清晰的印刷電路板。三氯化鐵腐蝕銅的反應(yīng)如下：2FeCl3 Cu==2FeC12 CuCl2

此外，還有電化學刻蝕、等離子體刻蝕新技術(shù)，比用三氯化鐵腐蝕銅的濕化學刻蝕的方法更好，分辨率更高。

金屬活動性順序表：K 、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

活潑 ——》不活潑

不純的金屬或合金，在潮濕的空氣中形成微電池發(fā)生電化學腐蝕，活潑金屬因被腐蝕而損耗，金屬腐蝕快慢與下列兩因素有關(guān)：

①構(gòu)成微電池的兩級材料活動性差別越大，氧化還原反應(yīng)的速率越快，活潑金屬被腐蝕的速率就越快。

②與金屬所接觸的電解質(zhì)強弱有關(guān)，活潑金屬在電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕，在強電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液。

電解原理引起的腐蝕>原電池原理引起的腐蝕>化學腐蝕>有防腐措施的腐蝕

適用于罐體保護的犧牲陽極一般選擇電流效率高，電流分布均勻，性能穩(wěn)定的高效鋁合金陽極。經(jīng)過多年的實踐應(yīng)用，不斷采集積累實驗數(shù)據(jù)，及時跟蹤反饋應(yīng)用效果，經(jīng)過多位專家指導(dǎo)評定后，；這種高效鋁合金犧牲陽極在實驗過程中溶解均勻，顆粒細化，腐蝕產(chǎn)物自動脫落，實驗后的電化學效率達50%以上。實際應(yīng)用效果良好，適合各類大型燃油儲罐的陰極保護。2100433B

電化學是研究電子導(dǎo)體(或半導(dǎo)體材料)/離子導(dǎo)體(一般為電解質(zhì)溶液)或離子導(dǎo)體/離子導(dǎo)體界面結(jié)構(gòu)、界面變化過程與反應(yīng)機理的一門科學。生命現(xiàn)象最基本的過程是電荷運動，生物電的起因是由于細胞膜內(nèi)外兩側(cè)存在電勢差，很多生命現(xiàn)象如人或動物的肌肉運動、細胞的代謝作用、神經(jīng)的信息傳遞以及細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能都可用電化學原理來解釋。生物電池、心電圖、腦電圖等則是利用電化學方法模擬生物體內(nèi)器官的生理規(guī)律及其變化過程的實際應(yīng)用。由上可見，電化學是生命科學中最基礎(chǔ)的一門相關(guān)學科，因而研究生物電化學具有極其重要的意義。

電化學在化工、冶金、機械、電子、航空、航天、輕工、儀表、醫(yī)學、材料、能源、金屬腐蝕與防護、環(huán)境科學等科技領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。當前世界上十分關(guān)注的研究課題, 如能源、材料、環(huán)境保護、生命科學等等都與電化學以各種各樣的方式關(guān)聯(lián)在一起。

電化學原電池

原電池是利用兩個電極之間金屬性的不同,產(chǎn)生電勢差,從而使電子的流動,產(chǎn)生電流.又稱非蓄電池，是電化電池的一種，其電化反應(yīng)不能逆轉(zhuǎn)，即是只能將化學能轉(zhuǎn)換為電能，簡單說就即是不能重新儲存電力，與蓄電池相對 。

原電池是將化學能轉(zhuǎn)變成電能的裝置。所以，根據(jù)定義，普通的干電池、燃料電池都可以稱為原電池。

組成原電池的基本條件：

1、將兩種活潑性不同的金屬（即一種是活潑金屬一種是不活潑金屬），或著一種金屬與石墨（Pt和石墨為惰性電極，即本身不會得失電子）等惰性電極插入電解質(zhì)溶液中。

2、用導(dǎo)線連接后插入電解質(zhì)溶液中，形成閉合回路。

3、要發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。

原電池工作原理

原電池是將一個能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)的氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在原電池的負極和正極上發(fā)生，從而在外電路中產(chǎn)生電流。

原電池的電極的判斷：

負極：電子流出的一極；發(fā)生氧化反應(yīng)的一極；活潑性較強金屬的一極。

正極：電子流入的一極；發(fā)生還原反應(yīng)的一極；相對不活潑的金屬或其它導(dǎo)體的一極。

在原電池中，外電路為電子導(dǎo)電，電解質(zhì)溶液中為離子導(dǎo)電。

原電池的判定：

（1）先分析有無外接電路，有外接電源的為電解池，無外接電源的可能為原電池；然后依據(jù)原電池的形成條件分析判斷，主要是“四看”：看電極——兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異（燃料電池的電極一般為惰性電極）；看溶液——兩極插入溶液中；看回路——形成閉合回路或兩極直接接觸；看本質(zhì)——有無氧化還原反應(yīng)。

（2）多池相連，但無外接電源時，兩極活潑性差異最大的一池為原電池，其他各池可看做電解池。

電化學電解池

電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。

電解是使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融的電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。

發(fā)生電解反應(yīng)的條件：

①連接直流電源

②陰陽電極 陰極：與電源負極相連為陰極

陽極：與電源正極相連為陽極

③兩極處于電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中

④兩電極形成閉合回路

電解過程中的能量轉(zhuǎn)化（裝置特點）：

陰極：一定不參與反應(yīng) 不一定是惰性電極

陽極：不一定參與反應(yīng) 也不一定是惰性電極

電解結(jié)果：

在兩極上有新物質(zhì)生成

電解池電極反應(yīng)方程式的書寫：

陽極：活潑金屬—電極失電子（Au,Pt,Ir 除外）；惰性電極—溶液中陰離子失電子

注：失電子能力：活潑金屬（除Pt Au）>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根(NO3 ->SO4 2-)>F-

陰極：溶液中陽離子得電子

注：得電子能力：Ag >Hg2 >Fe3 >Cu2 >H （酸）>Pb2 >Sn2 >Fe2 >Zn2 >H2O（水）>Al3 >Mg2 >Na >Ca2 >K （即活潑型金屬順序表的逆向）

對應(yīng)關(guān)系：陽極連電源正極，陰極連電源負極（可見高中教材*《化學選修·四》）

規(guī)律：鋁前（含鋁）離子不放電，氫（酸）后離子先放電，氫（酸）前鋁后的離子看條件。

四類電解型的電解規(guī)律①電解水型（強堿，含氧酸，活潑金屬的含氧酸鹽），pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量水。

②電解電解質(zhì)型（無氧酸，不活潑金屬的無氧酸鹽，），無氧酸pH變大，不活潑金屬的無氧酸鹽PH不變。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加適量電解質(zhì)。

③放氫生堿型（活潑金屬的無氧酸鹽），pH變大。電解質(zhì)溶液復(fù)原—加陰離子相同的酸。

④放氧生酸型（不活潑金屬的含氧酸鹽），pH變小。電解質(zhì) 溶液復(fù)原—加陽離子相同的堿或氧化物。

內(nèi)容簡介

《電化學基礎(chǔ)》不僅系統(tǒng)闡述了電化學基本原理和電化學研究方法，還重點介紹了電化學領(lǐng)域應(yīng)用的幾個主要方面和目前研究的熱點問題，如電化學工業(yè)、電化學傳感器、金屬腐蝕、生物電化學、化學電源等。具有知識層次明確，內(nèi)容編排由淺入深、循序漸進的特點。本書不僅可作為電化學專業(yè)的研究生教材，還可供科研院所從事電化學研究的人員閱讀參考，此外也是高校本科生進一步探討電化學問題的參考書。