金属腐蚀理论和腐蚀控制答案解析Word文件下载.docx

1、V=W/st=（18.7153-18.6739）/452（20402034030）0.000001=0.4694g/ mh又有d=m/v=18.7154/20400.003=7.798g/cm2hVp=8.76V/d=8.760.4694/7.798=0.53mm/y对铝在30%HNO3（25）中有：V=W铝/st=（16.1820-16.1347）/2（3040305405）4510-6 =0.3391g/hd=m铝/v=16.1820/3050.001=2.697g/cm3说明：碳钢的V比铝大，而Vp比铝小，因为铝的密度比碳钢小。（2）对不锈钢在20%HNO3（ 25）有：表面积S=220

2、.0150.004=0.00179 m2V=W/st=（22.3367-22.2743）/0.00179400=0.08715 g/ m2h试样体积为：V=1.520.4=2.827 cm3d=W/V=22.3367/2.827=7.901 g/cm30.08715/7.901=0.097mm/y对铝有：0.020.005=0.00314 m2V=W/st=（16.9646-16.9151）/0.0031420=0.7882 g/ m2h0.5=6.28 cm3d=W/V=16.9646/6.28=2.701 g/cm30.7882/2.701=2.56mm/y试样在98% HNO3（85）时

3、有：对不锈钢：=（22.3367-22.2906）/0.001792=12.8771 g/ m2h12.8771/7.901=14.28mm/y对铝：V=W/st=（16.9646-16.9250）/0.0031440=0.3153g/ m2h0.3153/2.701=1.02mm/y硝酸浓度温度对不锈钢和铝的腐蚀速度具有相反的影响。3. 镁在0.5mol/L NaCl 溶液中浸泡100小时，共放出氢气330cm3。试验温度25 C，压力760mmHg；试样尺寸为20 20 0.5 （mm）的薄板。计算镁试样的失重腐蚀速度Vp。（在25 C时水的饱和蒸汽压为23.8mmHg）该试样的表面积为：

4、S=220200.5200.5）=840 m2压力P=760mmHg-23.8 mmHg =736.2 mmHg=98151.9Pa根据PV=nRT 则有放出的氢气的物质的量为：n=PV/RT=98151.9330/8.315（25273.15）=0.01307mol又根据Mg 2 Mg腐蚀的量为n（Mg）=0.01307mol所以：V=nM（Mg）/St=0.0130724.3050/840100=3.7817 g/ m2h查表得：dMg=1.74 g/cm3有： Vp=8.76V/d=8.763.7817/1.74=19.04mm/y4. 表面积4cm2的铁试样，浸泡在5%盐酸溶液中，测出

5、腐蚀电流为Icor = 0.55mA。计算铁试样的腐蚀速度V- 和Vp。根据V=A/nF=icor可知V=（A/nF）Icor/s=55.8450.550.001/226.840.0001=1.4326g/ m2h查表得d（Fe）=7.8g/ cm31.4326/7.8=1.61mm/y即铁试样的腐蚀速度V=1.4326 g/*h Vp=1.61mm/y第 二 章1. 将铜片和锌片插在3%NaCl 溶液中，测得铜片和锌片未接通时的电位分别为 +0.05V和 0.83V。当用导线通过电流表把铜片和锌片接通，原电池开始工作，电流表指示的稳定电流为0.15mA。已知电路的欧姆电阻为200 。（1）原

6、电池工作后阳极和阴极的电位差Ec Ea = ？（2）阳极极化值 Ea与阴极极化值 Ec的绝对值之和 Ea + Ec 等于多少?（3）如果阳极和阴极都不极化，电流表指示应为多少？（4）如果使用零电阻电流表，且溶液电阻可以忽略不计，那么电流达到稳态后，阳极与阴极的电位差Ec Ea、阳极极化值与阴极极化值的绝对值之和 Ea + Ec 等于多少？电流表的指示又为多少？（1）：根据Ec-Ea=IR 则有：Ec-Ea=IR=0.51mA200欧=30mV=0.03V即原电池工作后阳极和阴极的电压差Ec-Ea=0.03V（2）：Ea=Ea-Eoa |Ec|=Eoc-EcEa|Ec|=Ea-Eoa+Eoc-E

7、c=（Eoc-Eoa）-（Ec-Ea）=0.050.83-0.03=0.85V即阳极极化值Ea与阴极极化值Ec的绝对值之和为0.85V。（3）：如果阳极和阴极都不极化，则有Pc=0 ，Pa=0Icor=（Eoc-Eoa）/R=（0.050.83）/200=0.0044A=4.4mA即电流表指示应为4.4mA。（4）：当使用零电阻电流表时有，阳极与阴极的电位差 Ec=Ea，则有：电位差Ec-Ea=0由（2）知：Ea|Ec|=（Ea-Ec）-（Eoa-Eoc）=0-（-0.83-0.5）=0.88VPc+Pa=（Eoc-EcEa-Eoa）/ Icor=（0.88-0.03）/0.15=5666.7

8、I=（Eoc-Eoa）/ （Pc+Pa）=（0.050.83）/5666.7=0.000155A2. 某腐蚀体系的参数为： E 0a = -0.4V，E0c = 0.8V，Ecor = -0.2V。当R = 0时，Icor = 10mA，该腐蚀电池属于什么控制类型？如果欧姆电阻R = 90 ，那么I cor =？ 腐蚀电池又属于什么控制类型？由题可知：当R=0时有：Icor=（Eoc-Eoa）/ （Pc+Pa）Pc+Pa=（Eoc-Eoa）/ Icor=（0.8+0.4）/10=120Pc=（Eoc-Ec）/ Icor=（0.80.2）/10=100则有 Pa=120-100=20因为PcPa

9、，所以该电池属于阳极极化控制。当欧姆电阻R=90时有：=（Eoc-Eoa）/（Pc+Pa+R）=（0.8+0.4）/（120+90）=5.71mA 因为R与Pc接近，所以该腐蚀电池为欧姆电阻和阳极极化共同控制。第 三 章 1. 在下列情况下，氧电极反应的平衡电位如何变化：（1）温度升高10 C （取Po2 =1atm，pH = 7）。（2） 氧压力增大到原来的10倍 （温度25 C）。（3） 溶液pH值下降1单位 （温度25 C）。在中性溶液中，阴极的反应为：O2+2H2O+4=4OH-其平衡位则为Ee=E0（OH-/O2）+（Po2/-）（1）当温度升高10后有：Ee = E0（OH-/O2

10、）+（Po2/-）=E+（Po2/）+ Po2/-则平衡电位变化量Ee1= Ee- Ee=（Po2/-）=Po2-又因=2.3lg ，则有lg=pH14 Ee1=108.314/（496500） Po2-1096500）2.3（7-14） =0+0.01387=0.0139V即：温度升高10后平衡电位正移0.0139V。（2）当氧压力增加到原来的10倍时=E（10Po2/）=Eln10（Po2/-）E2= EeEe =ln10 =（8.314298.15）/（42.3 =0.0148V即氧压力增大到原来的10倍时有氧电极平衡电位正移0.0148V（3）当溶液pH值下降1时有=E（Po2/-）=

11、Eln Po2-E3= EeEe=Eln Po2（Eln Po2）=2.3（14）2.3（pH14） =2.3=0.0591V即pH值下降1个单位，氧电压反应平衡电位正移0.0591V。2. 将铁置于饱和空气的碱溶液（pH = 10）中，按阳极反应为（1）Fe + Fe2+ + 2e（2）Fe + 2OH- = Fe（OH）2 + 2e计算腐蚀倾向，二者是否相同？为什么？在pH=10的碱溶液中，去极化还原反应为：O2+2H2O+4=4Ee=E0（OH-/O2）+（Po2/-） =0.401lg（0.21/） =0.627V（1）当阳极反应为Fe=2有2=Fe（OH）2查得Ksp Fe（OH）2

12、=1.87a（）=Ksp Fe（OH）/a=1.87/ =1.87mol/L由：Fe=2又有Eea= -0.4400.02955lg a（） = -0.4400.02955lg1.8 = -0.639V（2）当阳极反应为 Fe2=Fe（OH）22查表有=-0.875V OH= mol/LEe=E0 +（1/a） = -0.875（8.315298.15）/（22.3lg = -0.639V综上则有两种计算所得结果相同，即二者的腐蚀倾向一样。3. 将两根铜棒分别浸于0.01mol/L CuSO4溶液和0.5mol/L CuSO4溶液，组成一个金属离子浓差电池。（1）哪一根铜棒是阳极，哪一根铜棒是

13、阴极？（2）写出阳极反应和阴极反应，计算其平衡电位。该金属离子浓差电池的腐蚀倾向是多少伏？（1）铜棒在0.01 mol/LCuSO4溶液中时有：Cu=2 查表得：（）=0.41又根据=E0a（） =0.337lg（0.010.41）=0.266V当铜棒在0.5mol/LCuSO4溶液中时有：（）=0.0668= E0a（）=0.337lg（0.50.0668） =0.293V因为，即铜在0.01 mol/LCuSO4溶液中的电位比在0.5mol/LCuSO4溶液中电位低。故有铜在0.01 mol/LCuSO4溶液中作阳极，而在0.5mol/LCuSO4溶液中的铜棒作阴极。（2）阳极反应：其平衡电位Eea=0.266V阴极反应2=Cu ，其平衡电位=0