金屬的電化學(xué)腐蝕與防護論文(編輯修改稿)
2024-12-07 13:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 被還原物質(zhì)的粒子在與金屬表面碰撞時取得金屬原子的價電子而被還原，與失去價電子的被氧化的金屬“就地”形成腐蝕產(chǎn)物覆蓋在金屬表面上，這樣一種腐蝕過程稱為 化學(xué)腐蝕 。由于金屬是電子的良導(dǎo)體，如果介質(zhì)是離子導(dǎo)體的話，金屬被氧化與介質(zhì)中被還原的物質(zhì)獲得電子這兩個過程可以同時在金屬表面的不同部位進行。金屬被氧化成為正價離子（包括配合離子）進入介質(zhì)或成為難溶化合物（一般是金屬的氧化物或含水氧化物或金屬鹽）留在金屬表面。這個過程是一個電極反應(yīng)過程，叫做 陽極反應(yīng)過程 。被氧化的金屬所失去的電子通過作為電子良導(dǎo)體的金屬材料 本身流 向金屬表面的另一部位，在那里由介質(zhì)中被還原的物質(zhì)所接受，使它的價態(tài)降低，這是 陰極反應(yīng)過程 。在金屬腐蝕學(xué)中，習(xí)慣地把介質(zhì)中接受金屬材料中的電子而被還原的物質(zhì)叫做去 極化劑 。經(jīng)這種途徑進行的腐蝕過程，稱為 電化學(xué)腐蝕 。在腐蝕作用中最為嚴(yán)重的是電化學(xué)腐蝕，它只有在介質(zhì)中是離子導(dǎo)體時才能發(fā)生。即便是純水，也具有離子導(dǎo)體的性質(zhì)。在水溶液中的腐蝕，最常見的去極化劑是溶于水中的氧 (O2)。 例如在常溫下的中性溶液中，鋼鐵的腐蝕一般是以氧為去極化劑進行的： 如果氧供應(yīng)充分的話， Fe(OH)2：還會逐步被氧化成含水的四氧化三鐵 Fe3O4 mH2O和含水的三氧化二鐵 Fe2O3 nH2O。鋼鐵在大氣中生銹，就是一個以 O2為去極化劑的電化學(xué)腐蝕過程，直接與金屬表面接觸的離子導(dǎo)體介質(zhì)是凝聚在金屬表面上的水膜，而最后形成的鐵銹是成分很復(fù)雜的鐵的含水氧化物，有時還有一些含水的鐵鹽。一般氧最易到達鐵銹的最外層，其中鐵是三價；鐵銹最里層，鐵是二價；中間層有可能是含水的四氧化三鐵。 在水溶液中電化學(xué)腐蝕過程的另一個重要的去極化劑是 H+。在常溫下，對鐵而言，在酸性溶液中可以以 H十 離子為去極化劑而腐蝕，其過程是： 陽極： Fe? Fe2+ +2e 陰極： 2H++2e? H2 ? 總的反應(yīng)： Fe+2H+? Fe2++H2? 故此時腐蝕反應(yīng)產(chǎn)物是氫氣和留在溶液中的二價鐵離子。 除了氧和氫離子 這兩種主要的去極化劑外，在水溶液中往往還有由其他物質(zhì)作為去極化劑引起的電化學(xué)腐蝕。例如在酸性溶液中有 +3 價的 Fe3+ 離子時，它可以作為電化學(xué)腐蝕過程的去極化劑而還原成為 +2 價的亞鐵離子 F
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