鐵和鐵鏽不是同一種物質,鐵是單質,而鐵鏽是鐵氧化後產生的,成分比較複雜,是混合物 普通鋼鐵製品在潮溼的空氣中,漸漸變色,並在表面生成一種紅褐色的物質,這種現象叫做鋼鐵的生鏽。其實質是鐵和空氣中所氧氣、水蒸氣等起作用,生成鐵的多種氧化物的水合物。鐵鏽的成分比較複雜,通常簡略用Fe2O3·xH2O表示。鐵鏽是一種鬆脆多孔的物質,它不能保護裡層的鐵不被鏽蝕,因此時間久了,鋼鐵製品就可能鏽蝕成一堆無用的廢品。尤其嚴重的是,鋼鐵在含有酸氣、氯氣的水蒸氣中,或接觸電解質溶液時,鏽蝕得特別快。據統計,每所世界上都有幾千萬噸鋼鐵變成了鐵鏽,而鋼鐵製品遭破壞而引起的停工減產、產品質量下降、環境汙染、危害人體健康,甚至造成嚴重事故的損失是無法估量的。因此,鋼鐵的防鏽具有重要的經濟意義和社會意義。 其實,主要的鋼鐵的腐蝕是電化學腐蝕 鋼鐵在潮溼空氣裡,其表面因吸附作用而覆蓋一層極薄的水膜、水微弱電離產生少量H+和OH-,同時由於空氣中CO2的溶解,水裡H+增多 H2O+CO2H2CO3H++HCO3- 這樣表面就形成了一層電解質溶液薄膜,它跟鋼鐵裡的鐵和雜質或碳就形成了無數微小原電池。其中鐵為負極,碳為正極,發生原電池反應: (-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H++2e=2H 2H=H2↑ 隨著H+濃度的降低,水的電離平衡向右移,OH-濃度逐漸增大,則OH-與Fe2+結合生成Fe(OH)2。 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe(OH)2被空氣中氧所氧化生成氫氧化鐵4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓這樣鋼鐵表面即產生了鐵鏽。上述這種腐蝕過程中有氫氣放出,叫做析氫腐蝕。 析氫腐蝕是在較強的酸性介質中發生的,如果鋼鐵表面形成的電解質薄膜,呈很弱的酸性或中性時,負極仍是鐵被氧化成Fe2+,而在正極的主要反應則是水膜裡溶解的氧氣得電子被還原:(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H2O+O2+4e=4OH-這種由於空氣裡氧氣的溶解促使鋼鐵的腐蝕,叫做吸氧腐蝕。實際鋼鐵等金屬的腐蝕主要是這種吸氧腐蝕。
鐵和鐵鏽不是同一種物質,鐵是單質,而鐵鏽是鐵氧化後產生的,成分比較複雜,是混合物 普通鋼鐵製品在潮溼的空氣中,漸漸變色,並在表面生成一種紅褐色的物質,這種現象叫做鋼鐵的生鏽。其實質是鐵和空氣中所氧氣、水蒸氣等起作用,生成鐵的多種氧化物的水合物。鐵鏽的成分比較複雜,通常簡略用Fe2O3·xH2O表示。鐵鏽是一種鬆脆多孔的物質,它不能保護裡層的鐵不被鏽蝕,因此時間久了,鋼鐵製品就可能鏽蝕成一堆無用的廢品。尤其嚴重的是,鋼鐵在含有酸氣、氯氣的水蒸氣中,或接觸電解質溶液時,鏽蝕得特別快。據統計,每所世界上都有幾千萬噸鋼鐵變成了鐵鏽,而鋼鐵製品遭破壞而引起的停工減產、產品質量下降、環境汙染、危害人體健康,甚至造成嚴重事故的損失是無法估量的。因此,鋼鐵的防鏽具有重要的經濟意義和社會意義。 其實,主要的鋼鐵的腐蝕是電化學腐蝕 鋼鐵在潮溼空氣裡,其表面因吸附作用而覆蓋一層極薄的水膜、水微弱電離產生少量H+和OH-,同時由於空氣中CO2的溶解,水裡H+增多 H2O+CO2H2CO3H++HCO3- 這樣表面就形成了一層電解質溶液薄膜,它跟鋼鐵裡的鐵和雜質或碳就形成了無數微小原電池。其中鐵為負極,碳為正極,發生原電池反應: (-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H++2e=2H 2H=H2↑ 隨著H+濃度的降低,水的電離平衡向右移,OH-濃度逐漸增大,則OH-與Fe2+結合生成Fe(OH)2。 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe(OH)2被空氣中氧所氧化生成氫氧化鐵4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓這樣鋼鐵表面即產生了鐵鏽。上述這種腐蝕過程中有氫氣放出,叫做析氫腐蝕。 析氫腐蝕是在較強的酸性介質中發生的,如果鋼鐵表面形成的電解質薄膜,呈很弱的酸性或中性時,負極仍是鐵被氧化成Fe2+,而在正極的主要反應則是水膜裡溶解的氧氣得電子被還原:(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H2O+O2+4e=4OH-這種由於空氣裡氧氣的溶解促使鋼鐵的腐蝕,叫做吸氧腐蝕。實際鋼鐵等金屬的腐蝕主要是這種吸氧腐蝕。