化工機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生腐蝕的機(jī)理分析

電化學(xué)腐蝕機(jī)理

由于機(jī)械設(shè)備大部分都是金屬外殼，而金屬表層與離子導(dǎo)電介質(zhì)非常容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，這樣一來便會(huì)引起電化學(xué)腐蝕，從而使設(shè)備遭受嚴(yán)重的破壞。所有根據(jù)電化學(xué)機(jī)理產(chǎn)生的腐蝕都至少包含一個(gè)陽極和一個(gè)陰極反應(yīng)，并且還會(huì)通過金屬本身的電子流以及介質(zhì)當(dāng)中的離子流互相聯(lián)系。其中陽極反應(yīng)屬于氧化過程，簡單來講就是金屬離子從金屬當(dāng)中轉(zhuǎn)移至介質(zhì)當(dāng)中，在這一過程中，會(huì)釋放出大量的電子流，這部分電子流會(huì)與介質(zhì)中的離子流相互聯(lián)系，并結(jié)合到一起，進(jìn)而引起電化學(xué)反應(yīng)；而陰極反應(yīng)則主要是對于介質(zhì)中的氧化劑成分而言的，其通過對陽極中的電子進(jìn)行吸收進(jìn)而形成的還原過程。在電化學(xué)腐蝕的整個(gè)過程中，因電流并不會(huì)對外做功，一般都是腐蝕電池的內(nèi)陰極發(fā)生自耗反應(yīng)，這樣一來便會(huì)導(dǎo)致金屬遭受腐蝕的速度加快。

工業(yè)大氣腐蝕機(jī)理

由于化工機(jī)械設(shè)備長期在工業(yè)污染較重的區(qū)域內(nèi)運(yùn)行，在這樣區(qū)域中，空氣中一般都含有大量的揮發(fā)物，如二氧化碳、硫酸、氫氧化物以及硫化物等等，并且還會(huì)含有大量的工業(yè)分層，而這些種種都是具有極強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)。當(dāng)它們在潮濕的條件下，酸性氣體便會(huì)與H2O相結(jié)合，并生成無機(jī)酸，這些酸具有非常強(qiáng)的腐蝕性。舉個(gè)簡單的例子，鐵質(zhì)合金在這樣的介質(zhì)中會(huì)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，從而會(huì)導(dǎo)致其被嚴(yán)重腐蝕破壞。在工業(yè)大氣的環(huán)境中，機(jī)械設(shè)備腐蝕大多都是由電化學(xué)和直接化學(xué)腐蝕綜合作用所導(dǎo)致的。從這兩種腐蝕的本質(zhì)上講，它們?nèi)慷紝儆诮饘僭邮щ娮雍筠D(zhuǎn)變?yōu)殡x子的氧化過程。而兩者之間唯一的區(qū)別是環(huán)境背景有所不同。化學(xué)腐蝕是金屬與介質(zhì)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)的環(huán)境多為高溫、干燥，而電化學(xué)腐蝕則基本都是發(fā)生在較為潮濕的環(huán)境當(dāng)中。

化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

［摘要］當(dāng)前素質(zhì)教育改革力度在不斷加大，對中職學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)要求也更加嚴(yán)格。但是在中職學(xué)生無機(jī)化學(xué)的基礎(chǔ)還沒有打牢的情況下，就要接觸有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣大大降低。所以中職教師必須重視教學(xué)革新，在有機(jī)化學(xué)與無機(jī)化學(xué)的教學(xué)中，要利用創(chuàng)新的教學(xué)模式，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，最大限度激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣，從而促使二者有效銜接。

［關(guān)鍵詞］有機(jī)化學(xué)；無機(jī)化學(xué)；有效銜接

為了適應(yīng)新課標(biāo)的革新，中職教師要及時(shí)做出教學(xué)改革，無論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)形式都要重新規(guī)劃，因?yàn)閷W(xué)生剛步入中職，而且大部分中職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較差，對化學(xué)沒有清楚的認(rèn)知，導(dǎo)致大多數(shù)學(xué)生還不能很好地適應(yīng)教學(xué)的革新模式。

一、有機(jī)化學(xué)和無機(jī)化學(xué)

有機(jī)化學(xué)在化學(xué)的版塊中占據(jù)著重要位置，是化學(xué)完整體系中的一員，有四個(gè)學(xué)習(xí)部分：化學(xué)反應(yīng)、分子結(jié)構(gòu)式、反應(yīng)機(jī)理和物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。其中，最主要的學(xué)習(xí)內(nèi)容是化學(xué)性質(zhì)，反應(yīng)機(jī)理是整個(gè)有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)中只有學(xué)會(huì)最基本的內(nèi)容，也就是化學(xué)中的機(jī)理，才能開展化學(xué)學(xué)習(xí)的深入研究，才能學(xué)會(huì)知識(shí)的貫通。由此掌握好化學(xué)機(jī)理對未來的化學(xué)學(xué)習(xí)有至關(guān)重要的作用。而無機(jī)化學(xué)是整個(gè)化學(xué)的核心內(nèi)容，起著決定性作用。無機(jī)化學(xué)接觸的層面比較廣，也是化學(xué)中最古老的分支學(xué)科，無機(jī)物包括所有的化學(xué)元素和它們的化合物，大部分的碳化合物除外。由此來看，二者并不是兩個(gè)獨(dú)立的學(xué)科，所以要將兩者的通性進(jìn)行緊密銜接，在銜接過程中凸顯各自的特性，從而使無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)的銜接對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到重要作用，進(jìn)一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力[1]。

二、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力

[摘要]有機(jī)化學(xué)是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)盡可能的全面提高學(xué)生的有機(jī)化學(xué)綜合素養(yǎng)是有機(jī)化學(xué)教師的一項(xiàng)重要任務(wù)。我們認(rèn)為電子理論對有機(jī)化學(xué)中的離子型反應(yīng)的發(fā)生、反應(yīng)位點(diǎn)、活性都有非常好的解釋作用，在教學(xué)實(shí)踐中使用電子理論教學(xué)法有助于把眾多分散的有機(jī)反應(yīng)整合起來，形成一個(gè)整體，電子理論就是它們的主線。除此之外，在教學(xué)過程中不失時(shí)機(jī)的插入化學(xué)史的內(nèi)容豐富課程教學(xué)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合素質(zhì)?；瘜W(xué)安全觀念在化學(xué)中同樣非常重要，因此我們認(rèn)為在課程中有必要引入相關(guān)的安全知識(shí)，提高學(xué)生的安全意識(shí)。

[關(guān)鍵詞]有機(jī)化學(xué)教學(xué)；電子理論；化學(xué)史；安全意識(shí)

有機(jī)化學(xué)是高等教育中非常重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課[1]，是化學(xué)、化工、藥學(xué)[2-4]、醫(yī)學(xué)、食品[5]等眾多專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，涉及的專業(yè)面和學(xué)生面都很廣。如何上好有機(jī)化學(xué)課，如何在有限的時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的有機(jī)化學(xué)素養(yǎng)是有機(jī)化學(xué)教師面臨的一個(gè)重要問題。有機(jī)化學(xué)是一門博大精深的課程，涉及眾多有機(jī)化合物的性質(zhì)和大量的有機(jī)反應(yīng)，并且有機(jī)反應(yīng)的變化非常豐富、應(yīng)用及其靈活。在有限的課程時(shí)間內(nèi)，如何通過學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)這門課程使學(xué)生具有較好的有機(jī)化學(xué)的思維和素養(yǎng)，對有機(jī)化學(xué)教師而言是極具挑戰(zhàn)的。通過多年的有機(jī)化學(xué)教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為在有機(jī)化學(xué)課程中必須抓住主線，利用有機(jī)反應(yīng)中的電子理論[6,7]把眾多復(fù)雜的有機(jī)反應(yīng)進(jìn)行整合，如親電加成、親電取代、親核取代、親核加成等。反復(fù)利用電子理論對這些反應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的講解，使學(xué)生在本質(zhì)上理解反應(yīng)的為什么發(fā)生、如何發(fā)生及其反應(yīng)結(jié)果。同時(shí)在課堂教學(xué)中引入相關(guān)化學(xué)史的知識(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和他們的全面素質(zhì)，以及在課程中加強(qiáng)安全意識(shí)的教育都不容忽視。

1在有機(jī)反應(yīng)中引入電子理論進(jìn)行教學(xué)

在講解有機(jī)反應(yīng)過程和反應(yīng)活性等知識(shí)內(nèi)容時(shí)，引入電子理論教學(xué)，引入較為合理的邏輯概念，有利于學(xué)生對有機(jī)反應(yīng)本質(zhì)的理解和反應(yīng)活性之間的差別。有機(jī)電子理論是用正負(fù)電荷吸引的性質(zhì)，來說明化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生方式，即發(fā)生的位置和順序，發(fā)生的難易程度。因此，它把分子中電子攜帶的電荷分布情況，也就是以電子密度作為基礎(chǔ)概念來思考化學(xué)反應(yīng)。電子密度的大小、增量已被量子中的理論計(jì)算和物理測定所證實(shí)，并獲得化學(xué)界的承認(rèn)?；瘜W(xué)家中把這種電子密度當(dāng)做類推的基本概念，廣泛用于說明和理解各種化學(xué)現(xiàn)象。電子理論認(rèn)為，分子中，電子(攜帶負(fù)電荷聚集的位置，即電子密度大的位置)，容易與攜帶正電荷的試劑(親電試劑具有吸引電子的性質(zhì))發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。反之，電子密度小的位置容易與攜帶負(fù)電荷的試劑(親核試劑，具有排斥電子性質(zhì)的一方)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。利用電子理論能夠輕而易舉的解釋有機(jī)反應(yīng)中的離子型反應(yīng)，而我們大學(xué)有機(jī)化學(xué)的教學(xué)當(dāng)中，大部分反應(yīng)是離子型反應(yīng)，如親電加成反應(yīng)、親核取代反應(yīng)、親電取代反應(yīng)、親核加成反應(yīng)等。當(dāng)然電子理論的理解有一個(gè)過程，學(xué)生在剛開始接觸的時(shí)候很難理解電子密度的概念。在教學(xué)過程中需要逐步為學(xué)生打下一定的物理基礎(chǔ)，如電子-電子云-電子密度等概念，使學(xué)生能夠從微觀的角度、物理的角度去理解有機(jī)分子、有機(jī)原子，同時(shí)強(qiáng)化電負(fù)性、誘導(dǎo)效應(yīng)、立體效應(yīng)、共軛效應(yīng)等概念，讓學(xué)生從高中學(xué)習(xí)化學(xué)的思維中轉(zhuǎn)變過來，使用一種全新的有機(jī)化學(xué)微觀思維方式來理解反應(yīng)為什么發(fā)生、為什么在這個(gè)位點(diǎn)最容易發(fā)生、反應(yīng)活性變化等現(xiàn)象。從而從本質(zhì)上理解反應(yīng)，在以后的學(xué)習(xí)和工作中能夠舉一反山，真正達(dá)到學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的目的。

2在課堂中引入化學(xué)史教學(xué)

1水巖化學(xué)作用過程

水巖化學(xué)作用過程的化學(xué)機(jī)理主要是指地下水和巖石之間發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)，如溶解作用，水合作用，水解作用，酸性腐蝕等，下面就這些影響因素進(jìn)行詳細(xì)論述。

1.1溶解作用在長時(shí)間的地下水和巖石的接觸過程中，在巖石中存在的一些鈉、鉀等離子以及一些含酸的鹽類可以直接溶于地下水，隨著時(shí)間的積累，這些含有了腐蝕性物質(zhì)的水會(huì)對巖石的結(jié)構(gòu)造成不利的影響。而且，由于在巖石內(nèi)部，尤其是那些顆粒之間都不可避免的存在大量的裂紋，然而存在于巖石空隙中的不同溶液可以逐漸滲透到巖石的顆粒中，并發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)。除此之外，在水溶液中含有的二氧化碳等氣體也會(huì)對巖石的溶解產(chǎn)生不利的影響。同時(shí)，巖石的組成成分以及巖石所處的溫度和濕度條件的變化都會(huì)對巖石的溶解造成不同程度的影響。

1.2水解作用由于在地下水中存在有大量的氫離子和氫氧根離子，因此使地下水成為了具有極強(qiáng)腐蝕性的溶液，正是由于這兩種離子的存在，很容易使弱酸或是弱堿的鹽類礦物質(zhì)發(fā)生解離，解離物可以和水中的這兩種離子結(jié)合生成新的物質(zhì)，使巖石原有的結(jié)構(gòu)和成分發(fā)生變化。巖石的水解作用是普遍存在的一種水巖化學(xué)作用。而且，隨著水解過程的不斷進(jìn)行，會(huì)產(chǎn)生大量的粘土物質(zhì)，進(jìn)而對斜坡的穩(wěn)定性造成不利影響。

1.3氧化還原作用由于地下水也存在一定的流動(dòng)性，使得地下水中含有一定量的游離氧。而氧化作用發(fā)生的先決條件就是存在有游離的氧離子。因此，水巖作用過程通常發(fā)生在地下水面以上的地表巖層，而在游離氧較少的地區(qū)，主要發(fā)生還原反應(yīng)。

1.4離子交換作用由于在地下水溶液中存在有多種的陰離子和陽離子，在這些離子中那些結(jié)合能力強(qiáng)的離子可以將巖石中含有的一些離子置換出來，進(jìn)而產(chǎn)生新的物質(zhì)。最為常見的是，水中含有的氫離子可以將巖石中含有的鉀離子和鈉離子置換出來，進(jìn)而導(dǎo)致巖石的溶解。地下水和巖石之間的水化作用嚴(yán)重破壞了巖石的結(jié)構(gòu)，并降低了巖石的強(qiáng)度。1.5其他因素這些因素主要包括酸性腐蝕和化學(xué)沉淀等。所謂酸性腐蝕就是在水中含有的酸性物質(zhì)對巖石的腐蝕作用，其主要是含有的弱酸性鹽類物質(zhì)導(dǎo)致的巖石的溶解。而所謂的化學(xué)沉淀則是指因?yàn)樗值恼舭l(fā)和伴隨著溫度的變化，使某些物質(zhì)從巖石中脫落，破壞巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外，化學(xué)沉淀也是導(dǎo)致礦床形成的一個(gè)關(guān)鍵性因素。

在干旱區(qū)水文學(xué)中，湖泊的研究是非常重要的。從生態(tài)學(xué)的角度研究干旱區(qū)的湖泊是20世紀(jì)80年代末90年代初開始探索的[1]。干旱區(qū)內(nèi)陸湖泊水系是一個(gè)獨(dú)立的自然地理系統(tǒng)[2，3]，要揭示其科學(xué)內(nèi)涵，必須從總體上進(jìn)行國際性的聯(lián)合研究。1993年起，中、哈(哈薩克斯坦國家科學(xué)院)兩國科學(xué)家把亞洲中部(中亞部分)的湖泊作為一個(gè)完整的區(qū)域系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的綜合研究，取得了很好的成果，豐富了生態(tài)循環(huán)的理論。之后，中國學(xué)者對我國干旱區(qū)的湖泊進(jìn)行了觀測研究[3～10]，證實(shí)了合作研究成果的科學(xué)性和實(shí)用性。

亞洲中部干旱區(qū)咸海地區(qū)居民親眼目睹了咸海的衰亡[1]，羅布泊、艾丁湖、瑪納斯湖、艾比湖、巴里坤湖、博斯騰湖和巴爾喀什湖地區(qū)人民親身經(jīng)歷了生態(tài)與環(huán)境惡化所帶來的災(zāi)難，事實(shí)告訴人們，咸海的消亡完全是人類一手造成的。為了迅速增加中亞棉花灌溉面積，明知咸海正在消亡，仍人為地加強(qiáng)了這一趨勢。雖然當(dāng)?shù)氐膶＜覍W(xué)者反對“澆水作業(yè)全面機(jī)械化”，卻被濕潤區(qū)來的專家學(xué)者所取代。后者，雖然具有很好的技術(shù)，但對當(dāng)?shù)貙?shí)際——干旱區(qū)湖泊水生態(tài)學(xué)基本知識(shí)的缺乏……。

咸海的消亡只是世界輿論所注意到的一個(gè)側(cè)面，更糟糕的是中亞經(jīng)受著雙重荒漠化的威脅。其一，來自咸海干涸湖底的有毒鹽類和塵埃微粒。他們被風(fēng)揚(yáng)起并搬運(yùn)到灌溉地及周邊地區(qū)；其二，源于灌溉地本身，地下水位升高，土壤鹽漬化。其結(jié)果是大片的土地被污染，這些土地正逐漸變成荒漠。

歷史教訓(xùn)告誡人們，干旱區(qū)湖泊不同于濕潤區(qū)，干旱區(qū)湖泊有其自身的特征，應(yīng)該加強(qiáng)對其研究，以期能給子孫留下茂盛的草場、清澈的河水和肥沃的土地。1干旱區(qū)湖泊水系的獨(dú)特性

近期研究表明，水和其他物質(zhì)一樣在全球循環(huán)的背景下，在各個(gè)地區(qū)實(shí)現(xiàn)區(qū)域性循環(huán)，例如咸海、博斯騰湖、艾比湖等與帕米爾—天山山區(qū)產(chǎn)流系統(tǒng)之間的循環(huán)。這一無地表徑流和地下徑流與全球大洋相通，也不與其他集水區(qū)相連，即無水力學(xué)聯(lián)系的水分循環(huán)的相當(dāng)大部分分布在內(nèi)陸水體流域。特別突出的是分布在地球上最寬的干旱帶的歐亞大陸腹地。這個(gè)地區(qū)又分成若干個(gè)水力學(xué)上互不相通的局部集水區(qū)，其中較大的內(nèi)陸湖有里海、咸海、博斯騰湖、烏倫古湖、瑪納斯湖、巴爾喀什湖、阿拉湖、艾比湖、羅布泊、伊塞克湖、田吉茲湖。湖群有北哈薩克斯坦的謝列特湖群、恰內(nèi)湖群、庫倫達(dá)湖群等。

上述每一個(gè)水域在水文學(xué)上都有自己的水分、能量和其他物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，是一個(gè)相對獨(dú)立的水利系統(tǒng)。內(nèi)陸湖流域在陸地上的質(zhì)量、能量交換是具有極大局部性的流域結(jié)構(gòu)。由于局部循環(huán)是在全球循環(huán)的背景下進(jìn)行的，因此，每一個(gè)這樣的流域又是一個(gè)開放的系統(tǒng)。而且擁有自己的徑流形成區(qū)(山區(qū))、自己的水系(天然河流)、自己的尾閭(內(nèi)陸湖水體)以及自己定常的氣流(山谷環(huán)流)。咸海的河川徑流形成區(qū)(產(chǎn)流區(qū))是帕米爾和天山山系，巴爾喀什湖的產(chǎn)流區(qū)是中國西部天山山脈，博斯騰湖的徑流形成區(qū)是中國天山南坡，艾比湖和瑪納斯湖是中國天山北坡和阿拉套山等等。