其腐蚀倾向
△E=Eec－Eea=-0.591-(-0.647)=0.056V=56mV
2. (1) 推导氢电极反应交换电流密度i0与溶液pH值的关系式。
(2) 在1mol/L盐酸溶液中，Fe表面上氢电极反应的i0 = 2.5×10-6A/cm2，在0.01mol/L 盐酸溶液中Fe表面上氢电极反应的i0 = ?(取Tafel斜率b = 0.118V)。
(3) 当酸溶液的pH值改变一个单位，氢电极反应的Tafel公式中的a的绝对值?a?改变多少伏？
解：（1）由io=nFkCOH?exp(-Eec/?)
O两边同时去对数得lnio=ln[nFkC其中Eec=
2.3RTlg?HnF?H?exp(-Eec/?)]
=-2.3?PH
代入式中得 2.3 lgi=2.3lg(nFkC即lgi= lg(nFkCOoOH?)＋(2.3??PH)/ ?
oOH?)＋?PH
= lg(nFk)－PH＋?PH 令lg(nFk)=k=常数，取?=0.5 则有lgi=k－PH＋0.5PH= k－0.5PH
即氢电极反应交换电流密度i与溶液PH值的关系式为
lgi=k－0.5PH
（2）在1mol/L HCl溶液中：
CoooO=1 mol/L PH=- lg[H(H?)o?]=-lg1=0
?6又lgi=k－0.5PH lg(2.5×10得k=-5.6
当为0.01mol/L HCl溶液时
)=k－0
①不考虑活度，αH+ =0.01 mol/L PH=- lg[H?]=-lg0.01=2
lgi=k－0.5PH =-5.6-0.5×2=-6.6
oio=10?6.6=2.5×10?7A/cm2
?②考虑活度系数，在1mol/L HCl溶液中HPH=-lg[Ho?活度系数为0.809
]=-lg0.809=0.092
又lgi=k－0.5PH lg(2.5×10?6)=k－05×0.092
即k=-5.556
在0.01mol/L HCl溶液中，活度系数为0.904 PH=-lg[Ho?]=-lg(9.04×10?3)=2.044
lgi=k－0.5PH =-0.556-0.5×2.044 =-6.578
io=2.65×10?7 A/cm2
o?6.6即在0.01mol/L HCl溶液中，不考虑活度系数i=10A/cm，考虑活度系数i=2.65×102
o?7=2.5×10?7
A/cm2。
o（3）PH值改变一个单位时，a=0.118△lgi 又 △lgi=( k－0.5pH)－(k－0.5 pH’) =0.5(pH’－PH)=0.5 得 a=0.118×0.5=0.059V=59mV
即当酸溶液PH值改变一个单位，氢电极反应Tafel的公式中的a的绝对值a改变59mV。
o
3. 钢制容器用作酸溶液的中间贮槽，与酸溶液接触的表面积为15m2，进入贮槽的酸溶液的工艺条件为：
pH = 2.5，25?C，1atm，并含有4.5mg/L 的溶解氧，流量0.1m3/min。 实验测出容器表面的腐蚀电位Ecor = -0.54V(vsSCE)。 (1) 求钢容器的腐蚀速度。 (2) 求流出的酸溶液中的氧含量。 扩散层厚度取? = 5×10-3cm。
解：（1）析氢反应 阴极2HEec=Eo?＋2e = H?2
RT＋ln[?HnF??]×[?H]/PH2
?2.5 =0.0591lg[Ho]=0.0591×lg10=-0.148V
lgi=-5.602－0.5PH=-5.602-0.5×2.5=-6.852 即i=10o?6.852=1.41×10?7 A/cm2
?=Ecor＋0.242-Eec=-0.54＋0.242－(-0.148)=-0.15V
由?=-0.118lgic/i ic=i×10 =2.6×10吸氧反应Oid?6oo0.15/0.118=1.41×100.15/0.118
A/cm2
?2＋4Hb＋4e=2H2O
=nFDC/?
?5=4×96500×1.9×10=2.07×10icor?4(1.41×10?7)/(5×10?3)×10?3
A/cm2
?4=id＋ic =2.07×10?4＋2.6×10?6
=2.1×10因Vp=8.76×V
A/cm2 /d mm/y ， V
?
kA×icor g/(㎡h) nF?44kA8.7656所以Vp= 8.76/d××icor= ××2.1×10×10
7.953.6nF?
=
=2.43 mm/y
（2）氧消耗速度为： (id×S)/(Fn)×60×A=(2.07×15)/(96500×4)×60×32= 0.154 g/min
流入酸中的氧流量为0.45 g/min
所以剩余氧量为0.45－0.154=0.296 g/min=2.96 mg/min
即钢容器的腐蚀速度为Vp=2.43 mm/y，流出的酸溶液中的氧含量为0.296 g/min，即为2.96 mg/min。
第六章
1. 铁和两种不锈钢在除氧的0.5mol/L 硫酸溶液中的钝化参数列于表1。(在不锈钢表面上析氢反应动力学参数采用铁的数据)
（1）这三种体系的阳极反应电流峰值ip分别为多少？
（2）如果要由通入氧气来使铁和不锈钢钝化，溶液中最少需要含有多少氧(mg/L)？
表1 三种腐蚀体系的钝化参数 材 料 Fe Cr25不锈钢 Cr25Ni3不锈钢 溶 液 0.5mol/L H2SO4 0.5mol/L H2SO4 0.5mol/L H2SO4 Ep (V) +0.46 -0.18 -0.11 i致 (mA/cm2) 200 25.4 2.0
（1）解：阴极反应：2H+ + 2e ?H2
∴Eec?0.0591lg?H?
查表可得：当硫酸溶液为0.5mol/L时，?=0.154
∴Eec=0.0591lg0.5?2?0.154= –0.048V
又???ablgic,其中ic=ic
EP查表可得：a=-0.70V, b=0.125V
①.对于Fe：??EP?Eec?0.46?0.048?0.508V
∴
i=ic
cEP
=2.17?10-10 (A/c m2)