探究不同电解质溶液对铁腐蚀的影响

题目：探究不同电解质溶液对铁腐蚀的影响课程名称：中学化学实验探究系别：化学系专业：化学教育班级：131班姓名：段王燕闫丹丹探究不同电解质溶液对铁腐蚀的影响化学系131班段王燕（31）闫丹丹（30）引言太田健一郎他以离子交换膜法【1】【2】食盐电解的阴极做为前提，其目的用直接测试条件定铁的溶出量【3】的方法，定量地掌握高温、高浓度碱中铁的腐蚀行为【4】。实验采用上海辰华仪器公司CHI650电化学分析仪【5】，以铁片0.5cm×1为工作电极【6】，铂丝电极为辅助电极【7】，饱和甘汞电极【8】为参比电极的三电极体系【9】【10】，电势均为相对于饱和甘汞电极的数值。实验前用金相砂纸将铁电极打磨光亮平整，分别用稀盐酸、丙酮、蒸馏水清洗，晾干备用；加酸碱的0.05mol/LNaCl溶液，分别用H2SO4和NaOH溶液调节pH值，实验在室温下进行。在工业生产中，许多设备用水作为冷却介质【11】【12】。冷却水水质差时将使冷却器【13】中金属管壁出现腐蚀与结垢，导致其传热效率降低，严重时将影响生产并造成经济损失。因此，要控制循环冷却水的水质。出现腐蚀与结垢的原因很多，如pH值、溶解氧、温度、流速【14】和水中所含离子等。铁是导致腐蚀与结垢的主要离子之一。在我国的一些地区，地下水中含铁量较高，以地下水作为循环冷却水的补给水时，循环水中含有一定浓度的铁，加重冷却器的腐蚀与结垢。减少循环水中的含铁量通常采用除铁处理，但需要设备投资较大。本文研究的目的是考察循环水中铁含量对冷却器内金属材料的腐蚀和结垢的作用，并通过投加适当的缓蚀阻垢剂【15】以减缓铁引起的腐蚀和结垢速度，确定循环水中允许含铁量。在他们的基础上我们分别探究了水，氢氧化钠，氯化钾电解质溶液三种电解质溶液对金属铁腐蚀的影响。1.实验试剂：水氢氧化钠溶液氯化钾溶液三支打磨亮的铁钉2.实验仪器：三支试管3.实验过程：(1)取三支铁钉，用砂纸打磨的尽可能亮。(2)取三支试管，洗净。(3)分别配制0.1mol/l的氢氧化钠溶液和0.1mol/l的氯化钾溶液100ml，并量取一定量的水。(4)将打磨亮的三支铁钉分别放入三支试管中，并且分别加入氢氧化钠溶液，氯化钾溶液和水，均加至没过铁钉中上部。（5）放置10天后观察铁钉的腐蚀程度及电解质溶液的颜色变化。4.实验结果与讨论：10天后观察到KCl溶液中铁钉有明显的腐蚀，溶液颜色变为绿色，铁钉上明显附着有铁锈；氢氧化钠溶液中铁钉没有明显腐蚀，溶液颜色无变化；水中铁钉有较大腐蚀，溶液颜色变为红棕色，铁钉上有明显的腐蚀。（3天后）（10天后）讨论：．中性溶液中Cl一对铁有腐蚀促进作用，且Cl一浓度越大，铁的腐蚀越容易；氢氧化钠溶液使铁发生钝化，所以使铁不发生腐蚀；水中铁发生腐蚀具备铁腐蚀的条件，既有水又有氧气。5.实验结论：在三种电解质溶液中KCl对铁钉的腐蚀最大。参考文献：[1]董俊华，曹楚南，林海潮．酸度和氯离子浓度对工业纯铁腐蚀的促进作用机制研究[J]．腐蚀科学与防护技术，1995，7(4)：293．[2]牛林，陈晓．碱性介质中卤素离子引起铁腐蚀的差异及腐蚀抑制[J]．山东大学学报，1996，31(2)：190．[3]张旭，邹津耘．无机阴离子对铁腐蚀行为的影响及其相关机理的探讨[J]．武汉大学学报，1994，4：72．[4]曹佩根，徐浩元，曹文东，等．3．4％NaCI介质中铁点蚀行为的表面拉曼光谱成像研究[J]．光谱学与光谱分析，2000，20(6)：800．[5]BossmannSH，OliberE．NewEvidenceAgainstHydroxylRad—icalsasReacitveIntermediatesintheThemr~andPhotochemi．callyEnhancedFentonReaction[J]．PhysChemA，1998，102(28)：5542．[6]曹楚南编著.腐蚀电化学原理[M]．北京：化学工业出版社，1985．133，189．[7]曹佩根，柏志明，仇立群等.沉积铁钝化膜的傅立叶变换表面增强拉曼光谱[J].光散射学报，2003，15(2)：66．[8]MelendresCA，PankuchM，LiYS，eta1．SurfaceenhancedRamnaspectrochemicalstudiesofthecorrosionfilmsonironandchromiuminaqueoussolutionenvironments『J]．Electro-chim．Acta，1992；37：2747．[9]林昌健,田昭武．18—8不锈钢在含cl一介质中钝化膜化学组份的特征[J]．中国腐蚀与防护学报，1985，5(2)：118．[1O]刁兆玉，韩允雨，李怀祥．铁在酸碱及氯离子介质中腐蚀的研究[J]．山东师大学报，2002，15(3)：274．[11]楚甫.关于缓蚀荆研究的电化学方法.腐蚀科学与防护技术．1990．l[12]高建伟．热水锅炉排污管及热力管道系统的影响U.工业水处理，1991，旧：35—36．[13]GBJ50—83，工业循环冷却水处理设计规范[14]华东建筑设计院．给水排水设计手册(第4册工业给水处理)北京：中国建筑工业出版杜，1986．[15]•[3]印永嘉,奚正楷,张树永,等.物理化学简明教程:4版.北京:高等教育出版社,2007.