(课件,极化与去极化,腐蚀控制因素)
6、平衡电位是指当金属电极于溶液界面的电极过程建立起平衡反应,平衡过程包括两个含义:
(电荷平衡)、(溶解于沉积平衡)(课件,电极与电极电位)
7、氧浓差电池中,位于高氧浓度区域的金属为阴极,位于低氧浓度区域的金属为阳极。
(课件,腐蚀原电池,氧浓差电池)
8、镀锌钢管表面的镀层不连续,在海洋大气的腐蚀环境中,腐蚀原电池的阳极是氧化反应,阴极是还原反应。
(课件,腐蚀原电池)
9、氢去极化腐蚀的标志是氢离子阴极去极化作用而引起金属发生腐蚀。
(课件,极化与去极化,氢去极化)
10、实际腐蚀过程中,经常同时产生两种极化。
在低反应速度下,常常表现为以阳极极化为主,而在较高反应速度下表现出以阴极极化为主。
(课件,极化与去极化)
11、氢标电极电位是指标准状态下的氢电极,又称氢标。
(课件,电极与电极电位,氢标准电极)
12、牺牲阳极材料的性能要求是电位差、稳定电位、电量大和电流效率高等四个方面的指标来衡量。
(课件,电化学保护,牺牲阳极阴极保护)
13、初始电位差是腐蚀的原动力。
(课件,腐蚀原电池)
14、电极反应的标准状态是:
温度为(28)、离子活度为(29)和分压力为(30)。
(课件,电极与电极电位)
15、根据电化学作用机理,将缓蚀剂分为阳极抑制性缓蚀剂、阴极抑制性缓蚀剂和混合型缓蚀剂等三种类型。
(课件,缓蚀剂保护,根据作用机理划分)
16、SCE是甘汞电极的缩写,SHE是标准氢电极的缩写。
(课件,电极与电极电位)
17、混合极化是由(36)和(37)结合而成。
(课件,极化与去极化)
18、腐蚀控制的方式有:
正确选用金属材料和合理设计金属结构、改变环境成分,添加缓蚀剂、电化学保护和采用保护性覆盖层四种。
(课件,金属腐蚀防护技术)
19、按作用机理划分,缓蚀剂可以分为_阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。
(课件,缓蚀剂保护,按作用机理划分)
二、判断题
1、阴极保护系统中的辅助电极为阳极。
(√)
(课件,电化学保护,阴极保护)
2、维钝电流密度表示了阳极保护正常操作时耗用电流的多少,同时也决定了金属在阳极保护时的腐蚀速度。
(√)
(课件,电化学保护,阳极保护)
3、处于阳极保护状态下的金属完全停止腐蚀。
(×)
(课件,电化学保护,阳极保护)
4、外加电流阴极保护与牺牲阳极保护的实质都是阴极极化。
()
(课件,电化学保护,阴极保护)
5、在同样条件下,有限长管路所需的外加电流比无限长管路的要小。
(√)
(课件,阴极保护,无限长管道保护长度、有限长管道保护长度)
6、减少阳极周围土壤的电阻率是减少阳极地床电阻的有效方法。
(√)
(课件,阴极保
护,阳极地床)
7、氧化膜型缓蚀剂属于危险性缓蚀剂。
(√)
(课件,缓蚀剂保护,阳极缓蚀剂)
8、腐蚀原电池可以把化学能转变为电能,对外界做有用功。
(√)
(课件,腐蚀原电池)
9、腐蚀电位是一个混合电位,数值介于阳极电位和阴极电位之间。
(√)
(课件,电极与电极电位)
10、不同的金属浸入同一种电解质溶液中称为电偶电池。
(√)
(课件,腐蚀原电池,宏观电池)
11、在土壤中,由于氧浓差腐蚀电池的作用,通常埋地钢管在管子的上部发生腐蚀。
(×)(课件,腐蚀原电池,氧浓差)
12、缓蚀剂的缓蚀效率一般随体系的流速的增加而增大。
(√)
(课件,缓蚀剂保护)
13、从理论上讲,外加电流密度合适时,被保护金属可以完全停止电化学腐蚀。
(×)
(课件,电化学保护)
14、阴极保护适用于极大多数金属材料,而阳极保护只适用于活化-钝化金属。
(√)
(课件,电化学保护,阴极保护,阳极保护)
15、、镀锌钢管中的镀锌层是阴极覆盖层。
(√)
(课件,电化学保护,微观电池)
16、在同样条件下,有限长管路所需的外加电流比无限长管路的要大。
()
(课件,电化学保护)
17、阴极保护系统中的辅助电极为阳极,阳极保护系统中的辅助电极为阴极。
()
(课件,电化学保护)
18、对强酸性介质中的铁,采用阳极保护最为有利,而不宜选用阴极保护。
()
(课件,电化学保护)
19、杂散电流引起埋地管道发生的腐蚀实质上属于电解腐蚀。
()
(课件,杂散电流腐蚀及保护)
20、不同的金属分别浸入不同的电解质溶液中构成的电池称为腐蚀电池。
()
(课件,腐蚀原电池)
21、维钝电流密度决定了金属在阳极保护时的腐蚀速度,因此维钝电流密度越小越好。
()(课件,电化学保护,阳极保护)
22、相同条件下,有限长管路的保护长度较无限长管路短。
()
(课件,电化学保护,阴极保护,无限长管道保护长度、有限长管道保护长度)
23、金属的电极电位朝负值方向移动是引起钝化的原因。
()
(课件,金属的钝化)
24、交换电流密度i0值越小,说明电极的耐蚀性越好。
()
(课件,电极与电极电位,单电极)
25、外加电流的阴极保护,要求阳极地床的电阻小于1欧姆。
()
(课件,电化学保护,外加电流阴极保护)
26、阳极缓蚀剂是具有氧化性的物质。
()
(课件,缓蚀剂保护,阳极型缓蚀剂)
27、所需保护电流的大小与绝缘层质量的好坏无关。
()
(课件,电化学保护,外加电流保护设计)
28、浓差极化是阳极极化。
()
(课件,极化与去极化,浓差极化)
29、金属的钝化是因为金属腐蚀速度的降低。
()
(课件,电化学保护,阳极保护)
30、不同的金属电极有不同的交换电流密度i0值。
()
(课件,电极与电极电位,单电极)
31、Cu电极浸在硫酸盐水溶液中,低温端为阴极,高温端为阳极,组成温差电池。
()
(课件,腐蚀原电池,温差电池)
32、金属的电位-PH图只能确定腐蚀的倾向,而不能确定腐蚀速度。
()
(课件,电极与电极电位)
三、选择题
1、金属钝化使(B)失去了化学活性。
()(课件,电化学保护,阳极保护)
A.金属内部;
B.金属表面;
C.金属内部和表面
2、极化规律的正确表达式是()(课件,极化与去极化)
A.i×η≥0;
B.i×η=0;
C.i×η≤0
3、土壤中硫酸盐还原菌参加腐蚀过程,细菌起到的作用是:
()(课件,腐蚀原电池)
A.氧化作用
B.控制作用
C.去极化作用
4、SCE是B的英文缩写。
()(课件,电极与电极电位)
A.饱和Cu/CuSO4电极;
B.饱和甘汞电极;
C.标准氢电极
5、电极电位的测量可采用:
()(课件,电极与电极电位)
A.高阻抗伏特表。
B.低阻抗伏特表。
C.普通万用表。
6、外加电流阴极保护中,所谓无限长管线指的是()(课件,阴极保护,
管道上外加电位和电流的分布规律)
A.全管线有若干个阴极保护站;
B.全管线只有一个阴极保护站,线路两端有绝缘法兰;
C.全管线只有一个阴极保护站,线路两端无绝缘法兰
7、电极电位的测量可采用:
()(课件,电极与电极电位)
A.高阻抗伏特表。
B.低阻抗伏特表。
C.普通万用表
8、在腐蚀原电池中阴极反应为:
()(课件,腐蚀原电池)
A.氧化反应;
B.还原反应
9、含杂质铜的锌片放在盐酸中,气泡在()上冒出。
(课件,腐蚀原电池)
A.锌片
B.铜丝
C.锌片和铜丝
10、下列说法不正确的是:
()(课件,电极与电极电位,单电极)
A.不同的金属电极有不同的交换电流密度;
B.交换电流密度越大,金属腐蚀速度越快,电极越易极化;
C.交换电流密度越小,金属的耐蚀性越好。
11、腐蚀电位是一个混合电位,数值()(课件,电极与电极电位)
A.比阴极电位高;
B.比阳极电位低;
C.介于阴阳极电位之间
12、对溶液的搅拌主要是减小了:
()(课件,极化与去极化)
A.电化学极化;
B.电阻极化;
C.浓度极化
四、简答题
1、写出干扰腐蚀的五种类型。
(课件,杂散电流腐蚀剂保护)
答:
1、阳极干扰,2、阴极干扰,3、合成干扰,4、诱导干扰,5、接头干扰。
2、陈述阴极保护和阳极保护的异同点。
(课件,电化学保护)
答:
对腐蚀介质中的金属结构进行阳极极化,使其表面形成钝化膜,并通电维持其钝化状态,从而显著降低腐蚀速度的保护措施称之为阳极保护。
主要作用于有氧化性且无C1-的酸、碱、盐溶液中,要求材料必须具有钝化性,因此在海洋环境中禁用阳极保护,因为海水中含有大量C1-。
阴极保护是将被保护金属阴极极化,使之处于热力学稳定区,从而减轻或防止金属腐蚀的电化学方法。
3、极化使阳极电位向何方向偏移?
为什么?
(课件,极化与去极化)
答:
阳极过程是金属失去电子而溶解成水化离子的过程,在腐蚀原电池中金属失掉的电子迅速地由阳极流到阴极,但一般金属的溶解速度却跟不上电子的转移速度,即V电子>V金属溶解,这必然使双电层平衡遭到破坏,使双电层内层电子密度减少,所以阳极电位向正方向偏移,产生阳极极化。
4、与无限长管路相比,有限长管路的特点是什么。
(课件,电化学保护,外加电流保护设计)
金属保护也涉及到管道的保护,因此有必要知道下述的两个概念:
无限长管路:
在管路全线只有一个阴极保护站,线路上没有绝缘法兰的管路。
有限长管路:
管路沿线有多个阴极保护站或有绝缘法兰时的管路。
5、试用腐蚀极化图说明牺牲阳极的阴极保护的基本原理。
(课件,极化与去极化,极化图)
牺牲阳极阴极保护是将活性不同的两种金属连接后,处于同一电解质中,活性强的金属失去电子,受到腐蚀,活性差的金属得到电子受到保护。
由于在这一过程中,活性强的金属被腐蚀,所以称为牺牲阳极阴极保护。
6、铁在3%NaCl溶液腐蚀时,测得该腐蚀体系的腐蚀电位为-0.300V,假若经计算得到其阳极反应在该溶液中的平衡电位为-0.463V,其阴极反应在该溶液中的平衡电位为0.805V,试求阴、阳极的控制程度,并回答哪种因素为该腐蚀体系的控制因素?
(课件,腐蚀控制因素)
7、分析以下两种结构何种为危险结构,并说明原因。
(课件,阴极保护,大阴极小阳极)
(1)铁板用铜钉铆接
(2)铜板用铁钉铆接
大阴极小阳极腐蚀属于电偶腐蚀,腐蚀形态为局部腐蚀,如果微阳极周围都是钝化膜,腐蚀只能纵向深入,造成具有局部性质的孔蚀。
腐蚀电池中阴阳极的相对面积比阳极的腐蚀速率有很大的影响。
如果相对于阴极,阳极面积很小,例如铜板上的钢柳钉,则阳极(钢柳钉)将迅速被腐蚀。
这是由于腐蚀电流集中于一个很小的面积上(电流密度很大).
8、在充气运动的海水中,铜、18-8不锈钢(钝态)和18-8不锈钢(活态)的电位(SCE)。
分别为-0.28v、-0.08v和-0.53v。
试说明在这样的海水中的不锈钢外壳上用铜作加固条是不许可的。
(课件,阴极保护)
9、形成微电池的原因。
(课件,腐蚀原电池,微电池)
不能用肉眼分辨出阴极与阳极的腐蚀电池叫微电池。
微电池是因金属表面的电化学不均匀性所引起的。
形成微电池的原因有如下几种:
(1)金属表面的化学成份不均匀
(2)金属组织的不均匀性
(3)金属表面物理状态不均匀
(4)金属表面膜不完整
10、简述阳极极化和阴极极化的原因。
(课件,极化与去极化)
1、产生阳极极化的原因
A、阳极过程进行缓慢
阳极过程是金属失去电子而溶解成水化离子的过程,在腐蚀原电池中金属失掉的电子迅速地由阳极流到阴极,但一般金属的溶解速度却跟不上电子的转移速度,即V电子>V金属溶解,这必然使双电层平衡遭到破坏,使双电层内层电子密度减少,所以阳极电位向正方向偏移,产生阳极极化。
这种阳极反应过程进行得缓慢而引起的极化称为金属的活化极化,又称电化学极化,用过电位ηa表示。
B、阳极表面的金属离子浓度升高,阻碍金属的继续溶解
由于阳极表面金属离子扩散缓慢,会使阳极表面的金属离子浓度升高,阻碍金属的继续溶解。
如果近似认为它是一个平衡电极的话,则由能斯特公式可知金属离子增加,必然使金属的电位向正方向移动,产生阳极极化,这种极化称之为浓差极化,用过电位ηc表示。
C、金属表面生成保护膜
在腐蚀过程中,由于金属表面生成了保护膜,阳极过程受到膜的阻碍,金属的腐蚀速度大为降低,结果使阳极电位向正方向剧烈变化,这种现象称之为钝化。
铝和不锈钢等金属在硝酸中就是借助于钝化而耐蚀的。
由于金属表面膜的产生,使得电池系统中的内电阻随之而增大,这种现象就称之为电阻极化,用过电位ηr表示。
阳极极化中,活化极化、电阻极化以及钝化对实际腐蚀有突出的意义。
2、产生阴极极化的原因
A、阴极过程进行的缓慢
阴极过程是得到电子的过程,若由于阳极过来的电子过多,阴极接受电子的物质由于某种原因,与电子结合的反应速度(消耗电子的反应速度)进行得缓慢,使阴极处有电子堆积,电子密度增大,结果阴极电位越来越负,即产生了阴极极化。
这种由于阴极消耗电子过程缓慢所引起的极化称之为阴极活化极化,用过电位ηa表示。
例如,氢离子生成氢分子的放氢阴极过程进行缓慢所引起的极化。
这时的过电位称为析氢过电位,简称氢过电位;
由于吸氧生成氢氧根的阴极过程进行缓慢所引起的极化。
这时的过电位称为吸氧过电位,简称氧过电位。
B、阴极附近反应物或反应生成物扩散缓慢
阴极附近反应物或反应生成物扩散较慢也会引起极化,如氧或氢离子到达阴极的速度不够反应速度的要求,造成氧或H+反应物补充不上去,引起极化。
而且阴极反应产物OH-离开阴极的速度慢也会直接影响或妨碍阴极过程的进行,使阴极电位向负方向偏移,这种极化称为浓差极化,用过电位ηc表示。
显然总极化是电化学活化极化、浓差极化和电阻极化构成的,由下式表示:
η=ηa+ηc+ηr
在实际腐蚀问题中,因条件不同,可能某种或某几种极化对腐蚀起控制作用。
11、判断下列图a、图b两种情况为何控制过程?
说明理由。
(课件,极化与去极化,腐蚀控制因素)
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