分析与讨论
1、重量法的优点、缺点和适用范围。
2、电偶腐蚀有什么特点?电位差、面积比等因素对电偶腐蚀的影响规律? 3、怎样预防电偶腐蚀?
4、为什么选用测定电流的标准电阻需要小于50mΩ?这个电阻的大小对最终测定的电流效率有何影响?
附录:
伊文思盐水滴试验
伊文斯盐水滴试验可以用来区分钢铁表面腐蚀的阴、阳极区。
将一滴加有酚酞和铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])指示剂的食盐水3.5 wt% 滴在干净的铁表面,从其颜色的变化可以观察到腐蚀的进行及阴、阳极区。在缺氧的中心区,发生如下阳极反应:
2Fe - 4e ? Fe2+
在盐水滴外缘,由于氧的浓度较大,发生如下阴极过程: O2 + H2O + 4e ? 4OH-
这个试验一方面说明了阴阳极反应的相对部位,另一方面指出,由于氧浓差所引起的电化学不均匀性,导致了铁的局部腐蚀。
可以根据实验进行的时间间隔穿插进行伊文思盐水滴试验
将一滴加有酚酞和铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])指示剂的3.5%食盐水,滴在干净的铁试片表面,观察腐蚀的进行及阴、阳极区各自的现象并给予合理的解释。
实验一 电偶腐蚀实验的时间分配及其实验结果与讨论
表2-1 实验时间分配
阶段 集体讲解 试样剪切预处理 第一阶段实验 拆装及后处理 第二阶段试验 拆装及其后处理 实验结束善后
时间段min ~25 ~40 60 15 60 15 20 累计min 25 65 125 140 200 215 235 备注 实验结果及讨论
电阻阻值校正结果为:51.3mΩ
表2-2 实验前后质量变化
质量/mg 腐蚀前 腐蚀后 失重 失重速率/g/m2h 碳钢 10.7693 10.7689 0.0004 0.2941
锌 0.7174 0.7169 0.0005 0.3676 表2-3 碳钢-锌面积比为1:1时分别放在海水中的开路电位
电位(v) 时间 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 碳钢 锌 -0.5426 -0.5982 -0.6162 -0.6263 -0.6349 -0.6259 -0.6338 -1.0659 -1.0891 -1.0911 -1.0946 -1.0956 -1.0945 -1.0888 表2-4 实验前后质量变化
质量/g 腐蚀前 腐蚀后 失重 失重速率/g/m2h
碳钢 10.1637 10.1637 0 0 锌 0.5295 0.5283 0.0012 0.8824 表2-5 碳钢-锌面积比为1:1时电偶腐蚀的电位
电位(v) 时间 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 碳钢 锌 电阻两端电位 -1.0549 -1.0505 -1.0515 -1.0575 -1.0677 -1.0621 -1.0478 -1.0501 -1.0710 -1.0712 -1.0713 -1.0679 -1.0601 -1.0521 0.14mv 0.13mv 0.10mv 1.13mv 0.07mv 0.07mv 0.06mv 电流效率η=m/m0×100%=50.76%
表2-6 实验前后质量变化
质量/mg 腐蚀前 腐蚀后 失重 失重速率/g/m2h
铜 2.0916 2.0915 0.0001 0.2083 锌 0.3151 0.3149 0.0002 0.4167 表2-7 铜-锌面积比为1:1时分别放在海水中的开路电位
电位(v) 时间 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 铜 锌 -0.2108 -0.2327 -0.2229 -0.2189 -0.2223 -0.2863 -0.2470
表2-8 实验前后质量变化
-1.0431 -1.0925 -1.0919 -1.0943 -1.0860 -1.0868 -1.0871 质量/g 腐蚀前 腐蚀后 失重 失重速率/g/m2h
铜 2.2538 2.2538 0 0 锌 0.2691 0.2684 0.0007 1.4583 表2-9 铜-锌面积比为1:1时电偶腐蚀的电位
电位(v) 时间 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 铜 锌 电阻两端电位 -1.0549 -1.0666 -0.8666 -1.0609 -1.0295 -0.3665 -0.7367 -1.0037 -1.0727 -0.8989 -0.5321 -1.0511 -1.0350 -0.7676 0.07mv 0.06mv 0.05mv 0.05mv 0.05mv 0.04mv 0.04mv 电流效率η=m/m0×100%=59.22%
表2-10 实验前后质量变化
质量/g 腐蚀前 腐蚀后 失重 失重速率/g/m2h
碳钢 10.9760 10.9756 0.0004 0.2941 锌 0.1741 0.1739 0.0002 0.7353 表2-11 碳钢-锌面积比为5:1时分别放在海水中的开路电位
电位(v) 时间 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min
碳钢 锌 -0.5391 -0.5800 -0.5998 -0.6019 -0.6047 -0.6062 -0.66120 -1.0476 -1.0881 -1.0960 -1.0937 -1.0912 -1.0896 -1.08446 表2-12 实验前后质量变化
质量/g 腐蚀前 腐蚀后 失重 失重速率/g/m2h
碳钢 10.1262 10.1262 0 0 锌 0.1529 0.1510 0.0019 6.9853 表2-13 碳钢-锌面积比为5:1时电偶腐蚀的电位
电位(v) 时间 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 碳钢 锌 电阻两端电位 -1.0184 -1.0450 -1.0463 -1.0467 -1.0481 -1.0496 -1.0483 -1.0196 -1.0407 -1.0416 -1.0542 -1.0559 -1.0557 -1.0552 0.18mv 0.16mv 0.13mv 0.18mv 0.17mv 0.11mv 0.17mv 电流效率η=m/m0×100%=50.23%
实验小结:由表2-2和表2-4得到,在碳钢和锌片的面积比为1:1时,单独在海水中1小时后碳钢失重0.0004g,锌片失重0.0005g,而导线连接同样时间后碳钢无失重,锌片失重0.0012g;由表2-6和表2-8得到,铜片和锌片面积比为1:1时,1小时后铜片失重0.0001g,锌片失重0.0002g,连接发生电偶腐蚀之后,铜片不失重,锌片失重0.0007g;由表2-10和表2-12得到,碳钢和锌面积比为5:1时,1小时后碳钢失重0.0004g,锌片失重0.0002g,导线连接后碳钢无失重,锌片失重0.0019g。能够明显的总结出:电偶腐蚀加速了活性较大金属的腐蚀速率,减缓了活性较小金属的腐蚀速率;碳钢和锌片面积比分别为1:1和5:1对比,面积比5:1时锌片失重速率为6.9853g/m2h,明显比1:1时0.8824g/m2h快,说明增大碳钢和锌片的面积比,可以加快腐蚀速率,即大阴极小阳极加速阳极的腐蚀;面积比为1:1的碳钢-锌片和铜片-锌片对比,铜-锌体系中锌的腐蚀速率1.4583g/m2h明显大于碳钢-锌体系0.8824g/m2h,说明增大电极之间的电位差能够加速阳极的腐蚀。