金屬腐蝕的基本過程
發布時間:2012-05-17 22:04
化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)是氣體或液體介(jie)質與金(jin)屬(shu)表面發生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)學(xue)作(zuo)用(yong)，產生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)(hua)合物(wu)，從而(er)使金(jin)屬(shu)表面遭受腐(fu)蝕(shi)損壞(huai)的(de)(de)過程(cheng)。例如含硫石(shi)油等有機(ji)物(wu)質作(zuo)用(yong)于金(jin)屬(shu)時所發生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)，在干燥的(de)(de)氣體介(jie)質中(zhong)所發生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)，高(gao)溫(wen)下氧化(hua)(hua)而(er)產生(sheng)(sheng)(sheng)氧化(hua)(hua)皮(pi)等。都是化(hua)(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)過程(cheng)。
化學(xue)腐(fu)(fu)蝕的特點是腐(fu)(fu)蝕產物的膜(mo)，直接(jie)生(sheng)成在發生(sheng)反應金(jin)屬(shu)表面上(shang)。膜(mo)的厚薄和疏松緊(jin)密程度決定了金(jin)屬(shu)腐(fu)(fu)蝕速度。化學(xue)腐(fu)(fu)蝕是一種(zhong)沒有電流產生(sheng)的腐(fu)(fu)蝕過程。
金屬在(zai)大氣中(zhong)的(de)(de)銹蝕(shi)，主要是(shi)電(dian)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)。電(dian)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)是(shi)指金屬在(zai)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)同時(shi)，伴隨著產生電(dian)流(liu)的(de)(de)過程(cheng)。為了了解電(dian)化學(xue)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)基本原理，可做這樣的(de)(de)實驗：把一(yi)(yi)塊鋅(xin)和(he)銅(tong)試(shi)片(pian)浸在(zai)稀硫酸溶液中(zhong)，然后用一(yi)(yi)根導(dao)線把鋅(xin)和(he)銅(tong)試(shi)片(pian)鏈(lian)接起來，并在(zai)導(dao)線中(zhong)串(chuan)聯一(yi)(yi)個安培(pei)計和(he)一(yi)(yi)個電(dian)阻。
這(zhe)時可看(kan)到安培計上(shang)(shang)有一定量的電(dian)(dian)(dian)流(liu)通(tong)過，且電(dian)(dian)(dian)流(liu)的方向是從(cong)(cong)銅(tong)流(liu)向鋅(xin)，即電(dian)(dian)(dian)子從(cong)(cong)鋅(xin)流(liu)向銅(tong)。上(shang)(shang)述(shu)電(dian)(dian)(dian)池(chi)中鋅(xin)的電(dian)(dian)(dian)位(wei)比銅(tong)負(fu)(fu)，所以當電(dian)(dian)(dian)流(liu)工作時，鋅(xin)為(wei)負(fu)(fu)極。鋅(xin)在(zai)硫(liu)酸溶(rong)(rong)液中發生了化學反應，逐(zhu)漸地以正(zheng)(zheng)離(li)子狀態進(jin)入溶(rong)(rong)液，使鋅(xin)電(dian)(dian)(dian)極失(shi)去(qu)正(zheng)(zheng)離(li)子，這(zhe)樣自由電(dian)(dian)(dian)子便過剩(sheng)而(er)通(tong)過導線流(liu)向電(dian)(dian)(dian)位(wei)較正(zheng)(zheng)的銅(tong)電(dian)(dian)(dian)極(正(zheng)(zheng)極)，在(zai)銅(tong)級上(shang)(shang)發生還原反應而(er)發生氫氣(qi)。
由此(ci)可(ke)(ke)見，銅(tong)片上(shang)(shang)放出(chu)(chu)來的(de)(de)氫(qing)氣(qi)，不是銅(tong)片與(yu)稀硫酸的(de)(de)化學反應，而是溶液(ye)中的(de)(de)氫(qing)離(li)子在銅(tong)片上(shang)(shang)獲得了從(cong)鋅原(yuan)子放出(chu)(chu)的(de)(de)電(dian)(dian)子從(cong)而變成氫(qing)分(fen)子的(de)(de)結果。綜上(shang)(shang)所述(shu)，金(jin)屬的(de)(de)電(dian)(dian)化學腐(fu)蝕是自發(fa)發(fa)生的(de)(de)。即(ji)當電(dian)(dian)解液(ye)中有(you)任何(he)兩種電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位不同(tong)的(de)(de)金(jin)屬相連接時(shi)即(ji)可(ke)(ke)構(gou)成原(yuan)電(dian)(dian)池(chi)，而使電(dian)(dian)極(ji)電(dian)(dian)位較負的(de)(de)金(jin)屬成為(wei)陽極(ji)而被腐(fu)蝕。
因此，電化學(xue)腐蝕的(de)進行，必須具備這樣三(san)個(ge)基本(ben)條件。一(yi)是(shi)有不同(tong)(tong)的(de)金(jin)(jin)屬存在；而(er)是(shi)不同(tong)(tong)的(de)金(jin)(jin)屬共(gong)同(tong)(tong)處于(yu)相(xiang)接觸(chu)之中；三(san)是(shi)不同(tong)(tong)的(de)金(jin)(jin)屬是(shi)放在互(hu)相(xiang)連通的(de)電解質溶液中。
此外，金屬(shu)(shu)本身含有各(ge)種雜質(zhi)和其他金屬(shu)(shu)元素(su)，以(yi)及金屬(shu)(shu)本身的(de)物理性(xing)質(zhi)和化(hua)學性(xing)質(zhi)的(de)不均(jun)勻性(xing)，特別是(shi)(shi)在大氣腐(fu)蝕條件(jian)(jian)下(xia)，當金屬(shu)(shu)吸附(fu)一層水膜而表面上形成許多微小的(de)原電(dian)池等，都是(shi)(shi)造(zao)成發生電(dian)化(hua)學腐(fu)蝕的(de)條件(jian)(jian)。
總(zong)之，電化學腐蝕的(de)基本(ben)過程是(shi)由(you)陽極(ji)發生氧化反應(ying)(ying)、電子流動、離子遷移和(he)陰極(ji)發生還原反應(ying)(ying)這四個環節(jie)組成，缺少任何一個條件(jian)都不(bu)可能(neng)發生電化學腐蝕。
本文參考《防銹知(zhi)識問(wen)答》一(yi)書(shu)。
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