文档介绍：腐蚀与防护柳伟北京科技大学腐蚀与防护中心 2010 硕士研究生课程教学电化学腐蚀动力学电化学腐蚀动力学回答的问题: 腐蚀过程如何?腐蚀速率的大小? 考虑到腐蚀的时间因素掌握电化学腐蚀动力学的目的:在符合热力学条件的前提下,掌握腐蚀动力学的规律,解决实际工程问题。 ne Dne D???电极反应: 阳极反应:由左至右,氧化反应阴极反应:由右至左,还原反应电极反应速度表示方法:电极反应的电流强度或电极反应电流密度电流强度,简称电流,腐蚀研究中常用单位: mA 电极反应电流密度:电极反应电流强度除以(阴极或阳极)电极的面积, 腐蚀研究中常用单位: mA/cm 2 阳极反应速度: 用阳极反应电流或阳极反应电流密度表示阴极反应速度:用阴极反应电流或阴极反应电流密度表示阳极反应电流密度,简称阳极电流密度:阳极电流密度, i a 阴极反应电流密度,简称阴极电流密度:阴极电流密度, i c ne M M n??? anode cathode 或阳极方向的反应阴极方向的反应阴极方向的反应阳极方向的反应阳极电位:当电极上发生阳极反应时,电极的电位 ne Dne D???ne M M n???或阳极反应阴极反应阳极反应阴极电位:当电极上发生阴极反应时,电极的电位对某一个氧化还原反应,由于发生在一个电极的同一部位, 阳极电位=阴极电位=电极电位 E ++++ M n+---- M阴极反应---- Dne ++++ M D 平衡电极电位, E e: 当阳极反应与阴极反应的速度相等时,两个方向的物质和电量处于平衡状态,电极反应处于平衡状态,该电极的电位即为平衡电极电位, E e表示。阳极反应的平衡电极电位, E e,a表示阴极反应的平衡电极电位,E e,c表示标准电极电位 E 0: 标准状态,指参与电极反应的反应物和反应产物的活度或逸度为 1,即电极反应处于标准状态。非平衡电极电位 E: 当阳极反应与阴极反应的速度不相等时,电极反应处于非平衡状态,该电极的电位为非平衡电极电位平衡电极电位可按照能斯特方程进行计算,非平衡电极电位不能根据能斯特方程进行计算: ne M M n???电极反应: ?????? n nM M M aenF RT EnF RT EE??? ln ln 0 0,neD D cenF RT EE ????? ln 0,ne Dne D???电极电位, E, 包括平衡电极电位和非平衡电极电位 ne Dne D???ne M M n???或阳极反应阴极反应阴极反应阳极反应阳极电位:阳极反应(氧化反应)的电位,E a表示阴极电位:阴极反应(还原反应)的电位, E c表示 E ++++ M n+---- M 对于单电极上发生的氧化还原反应,由于在同一部位发生, 阳极电位=阴极电位=电极电位 EEE ca?? ne M M n???电极反应: ?????? n nM M M aenF RT EnF RT EE??? ln ln 0 0,neD D cenF RT EE ????? ln 0,ne Dne D???E e平衡电极电位= E e,a阳极反应平衡电极电位= E e,c阴极反应平衡电极电位平衡电极电位;阳极反应平衡电极电位,阴极反应平衡电极电位非平衡电极电位;阳极反应非平衡电极电位,阴极反应非平衡电极电位 E非平衡电极电位= E a阳极反应非平衡电极电位= E c阴极反应非平衡电极电位电极的极化: 电极反应中阳极反应与阴极反应的速度不相等,表现为阳极反应为主或阴极反应为主,电极的电位偏离平衡电极电位,表现为非平衡电极电位,这种现象即为电极的极化。电极极化分为:阳极极化;阴极极化阳极极化: 电极反应中,阳极反应的速度(阳极电流密度 i a)大于阴极反应的速度(阴极电流密度),电极反应以阳极反应为主,称为阳极极化。电极阳极极化时,电极的电位正移,因为只有电位正移,才能导致阳极极化阴极极化: 电极反应中,阴极反应的速度(阴极电流密度)大于阳极反应速度(阳极电流密度),电极反应以阴极反应为主,称为阴极极化。电极阴极极化时,电极的电位负移,因为只有电位负移,才能导致阴极极化电极的极化为电极反应中阳极反应或阴极反应的驱动力: 阳极反应的驱动力是阳极极化;阴极反应的驱动力是阴极极化。 ne M M n???ne Dne D???阳极过电位和阴极过电位: 阳极过电位? a:阳极电位 E a与其平衡电极电位 E e,a的差值, ? a=E a-E e,a 阴极过电位? c:平衡电极电位 E e,c与阴极电位 E c的差值, ? c=E e,c-E c 极化曲线: 极化曲线: 极化电位~电流图或电位~电流密度图,表示电极极化电位随通过的电极化电位~电流图或电位~电流密度图,表示电极极化电位随通过的电流或电流密度的变化。流或电流密度的变化。阳极