第二十四讲
电化学与金属腐蚀、有机化学和钢筋混凝土的腐蚀和防护
一、内容提要:本讲主要是讲解原电池与电极电位、电解、有机化学、钢筋混凝土的腐蚀和防护等问题。二、本讲的重点及难点是:能斯特方程及其应用、有机化合物的分类及其命名、钢筋混凝土的腐蚀和防护措施三、内容讲解:1、原电池与电极电位一氧化还原反应与原电池氧化还原反应是化学反应中的一大类,这类反应的本质是在反应中发生了电子转移。例如:
电子由锌粒转移到H2S4的H离子上。给出电子的物项Z
是还原剂,其本身在反应中发生了氧化,其氧化态是升高的。而接受电子的物项H是氧化剂,其本身在反应中发生了还原,其氧化态是降低的。虽然,在每个氧化还原反应中都发生了电子转移。但当人们把氧化剂与还原剂放在一起发生反应时,并没有电流产生。因为电子直接由还原剂转移到氧化剂上,没有形成电子的定向流动,所以没有电流产生。而氧化还原反应放出的化学能也转化为热,散发在环境中,不能被利用来做功。只有通过特殊的装置,使氧化反应和还原反应分开在两个容器中进行,才有可能使氧化还原反应中的电子转移成为定向的电子流动,即形成电流,并利用此电能做功。这种能使氧化还原反应分开进行而产生电流的装置,称为原电池。原电池组成。:是将氧化还原反应的化学能直接转变为电能的装置。下面我们说一下原电池的
f原电池作为一种化学电源,与其他任何电源一样,它必须具备两个电极,一个电极能向外电路发出电流,另一个电极能接受由外电路流入的电流。这样将原电池接人回路中,才能在回路中产生电流。通常我们把原电池中电子流出的一极称为负极,而把电子流入的一极称为正极。例如,把锌放在硫酸铜溶液中,锌溶解而铜析出。这是一个氧化还原反应,其化学方程式如下:Z
CuS04CuZ
S4或写成离子方程式为Z
Cu2Z
2Cu在铜锌原电池中,锌板为负极,铜板为正极。当原电池起作用时,正极上总是发生还原反应:
我们还是以铜锌原电池为例,看一下原电池的装置及作用原理。下图所示为铜锌原电池。
原电池表示方法:原电池可用符号表示。例如铜锌原电池可写作:()Z
Z
SO4CuSO4Cu“”表示相界面,是固相与液相或气相与液相的分界面。“”表示盐桥。
“()”、“()”分别表示电池的负极和正极。习惯上把负极写在左边,正极写在右边。导体(如Z
、Cu等)总是写在电池符号的两侧。如果组成电极的物质是气体或者是同一元素的两种不同价态的离子,则需外加惰r