课题4 金属制品的防护
学习目标:1.理解金属腐蚀的本质,金属的电化学腐蚀的原理。(重难点)2.掌握金属防护的原理和常用方法。(重点)3.认识金属与合金在组成和性能上的主要区别。(重点)
[自 主 预 习·探 新 知]
一、自行车金属部件为什么易被腐蚀
1.钢铁的电化学腐蚀(以吸氧腐蚀为例)
(1)电极反应
负极:2Fe-4e-===2Fe2+
正极:2H2O+O2+4e-===4OH-
(2)电池反应:2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2。
(3)铁锈的形成(用化学方程式表示)
Fe(OH)2不稳定,在空气中进一步被氧化:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3
氢氧化铁分解生成红色的三氧化二铁,即铁锈的主要成分。
2.金属腐蚀的本质及分类
(1)本质:金属原子失去电子变成金属阳离子,在此过程中金属被氧化。
(2)分类
①化学腐蚀:金属与氧化剂直接接触而被腐蚀的过程。
②电化学腐蚀:
金属在有电解质溶液存在的情况下通过原电池反应发生的腐蚀。
微点拨:化学腐蚀过程中没有电流产生。纯金属一般发生化学腐蚀,合金在潮湿环境中一般发生电化学腐蚀。
二、自行车金属部件的防腐蚀
1.加防护层
如给车架、挡泥板、车后座烤上一层漆,给链条涂上机油,给轴承涂上凡士林,将车把、车圈、车辐条进行电镀,将车座弹簧用一层"烤蓝"保护。
2.电化学保护
(1)根据电化学原理,只要将要保护的金属与比它活泼的金属相连构成原电池,便可以使要保护的金属不被腐蚀,这就是牺牲阳极的阴极保护法。
(2)将要保护的金属和一块不溶性辅助电极,分别连接到电源的负极和正极上,接通直流电源,使电子流入要保护的金属,这种方法称作外加电流的阴极保护法。
三、自行车中的合金材料