牺牲阳极

从基础电化学理论解读牺牲阳极阴极保护

2021-12-13 11:46:40 admin
举个栗子
你每天去上学的路上都会遇到一个高三的大个子抢你的钱,他每次都抢你5块钱,而你又打不过他,怎么办呢?有一天你想了一个办法,找了一个比你还弱鸡的同学跟你一块去上学,路上又碰到那个抢钱的了。你说,你抢他的吧,他也有钱,你要是再抢我的我就跟你拼命,打不过你也要打。大个子一看,你旁边的弱鸡都吓尿裤子了,钱已经掏出来了,仔细一权衡,反正今天的钱已经抢到了,就放你走吧。于是,你躲过了一劫。
同上,牺牲阳极,保护阴极法就是把一块  比你要保护的材料更"弱鸡"(易失电子)的材料,和你要保护的材料连在一起,这样在遇到危险的时候,那个弱鸡就会牺牲自己主动奉上电子,这样就保护了另一个。



电化学专业。看到题主修改了题目,先搞清两个容易混淆的概念:
第一:
阳极(anode electrode):发生氧化反应的电极;
阴极(cathode electrode):发生还原反应的电极;
正极(positive electrode):电势较高的电极;
负极(negative electrode):电势较低的电极。
第二:
这种牺牲阳极保护阴极方法属于电化学工艺,因此要知道两大电化学系统:原电池和电解池

在原电池反应中,负极材料失去电子(电子从外电路跑到正极),材料消耗;正极材料(或电解质溶液中的某离子)得到电子,材料不消耗。

电解池的最大特点就是有一个外接电源。接通电路后,阳极材料(或电解质溶液中的某些离子)会发生氧化反应失去电子,而阴极材料发生还原反应会得到电子

因此,有这么一个笼统的说法:原电池的负极为阳极(失电子=发生氧化),正极为阴极(得电子=被还原);电解池的阳极为正极(被氧化后失电子带正电荷=电势较高),阴极为负极(被还原后得电子带负电荷=电势较低)。

那么牺牲阳极,保护阴极法究竟是什么?

你要知道的是现在有两种

第一种,就电解池而言的。如下图:


牺牲阳极、铝阳极、锌阳极
将你要保护的材料(贵重金属)放在阴极位置,牺牲的材料(还原性金属)放在阳极,反应时,阳极氧化溶解牺牲(金属变为金属离子),而在阴极这里金属离子得到电子变为金属单质,从而包覆在阴极材料的表面,因而起到保护的作用,所以叫做牺牲阳极保护阴极。



第二种,就原电池而言。如下图:


牺牲阳极、铝阳极、锌阳极
将你要保护的材料(贵重金属)放在正极(阴极)位置,然后将牺牲的材料(还原性金属)放在负极(阳极)位置,反应时,负极(阳极)失电子氧化溶解牺牲(金属变为金属离子),而在正极(阴极)这里金属离子得到电子变为金属单质,从而包覆在正极(阴极)材料的表面,因而起到保护的作用,所以叫做牺牲负极保护正极,也可以叫做牺牲阳极保护阴极。



无论是原电池还是电解池,都有牺牲一极保护另一极的作用。但是,电解池的牺牲阳极的阴极保护法比原电池的牺牲负极的正极保护法效果好数倍。故工业上用牺牲阳极的阴极保护法而不用牺牲负极的正极保护法。


先说一下电化学中,凡是发生氧化反应的电极都是阳极,发生还原反应的都是阴极,不分原电池电解池。如果跟你高中老师说的不一样,以这个为准。
牺牲阳极法是指把需要保护的金属A和另一个比这个金属电极电位更负(通俗点就是活动性更大)的金属B连接,这样一旦形成原电池,B会优先被腐蚀,此时A就会被保护。这里B是阳极,A是阴极。如果牺牲阳极被腐蚀完,A就会开始腐蚀。
阴极保护法是将A连在外加电源的负极上,可以这样简单理解,就是外电源作用下,A表面会带剩余电子,使得A变成A阳离子进入溶液的过程非常难发生。
可以看出来不管哪个办法,都是把A作为阴极。
这只是简单的一个说明,电化学是一个极其复杂的学科,很多东西不是一两句话能说明白的。
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