淺談金屬腐蝕

金屬的腐蝕對國民經濟帶來的損失是驚人的，據70年代美國的一份統計報告，*每年由于腐蝕而報廢的金屬設備和材料，約相當于金屬年產量的1/3。當前，世界各國都有許多的科學家，從事金屬腐蝕理論及防護方法的研究工作。

我們結合我們所學知識來認識一下金屬的學腐蝕：

1、金屬腐蝕的理解
金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體物質發生氧化還原反應而而引起損耗的現象稱為金屬的腐蝕。金屬腐蝕后的特征是外形、色澤以及機械性能等方面發生一定的變化，金屬腐蝕的本質是金屬失去電子變成陽離子的過程。也即金屬發生了氧化還原反應。

2、金屬腐蝕的類型
由于與金屬接觸的氣體或液體物質情況不同，發生腐蝕的情況也不同，一般可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。
（1）化學腐蝕：金屬跟接觸的干燥氣體(如O2、Cl2、SO2等)或非電解質液體（如石油）等直接發生化學反應而引起的腐蝕。
（2）電化學腐蝕：不純的金屬與電解質接觸時，發生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子被氧化的腐蝕。
金屬的電化學腐蝕
1、金屬電化學腐蝕的成因
不純的金屬跟電解質溶液接觸時，滿足構成原電池的條件，發生原電池反應，較活潑的金屬失去電子而被氧化。以鋼鐵為例，鋼鐵由于里面含有碳而不純，在潮濕的空氣中表面形成一層水膜（電解質溶液），碳和鐵就會構成許多微小的原電池，發生電化學腐蝕。
2、電化學腐蝕的類型
由于鋼鐵表面水膜的酸堿強弱不同，電化學腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕。
（1）析氫腐蝕：如果鋼鐵表面的水膜酸性較強，發生腐蝕時，放出氫氣，該電化學腐蝕就叫析氫腐蝕。
（2）吸氧腐蝕：在一般情況下，如果鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧氣，發生的反應時吸收的腐蝕，就叫吸氧腐蝕。

金屬腐蝕快慢的規律
由于電化學腐蝕是形成了原電池，所以反應速率要比化學腐蝕要快，但相對通過電解引起的腐蝕要慢，可以得出金屬腐蝕的快慢規律：
電解原理引起的腐蝕＞原電池原理引起的腐蝕＞化學腐蝕＞有防護措施的腐蝕。

典例精析
例1、下列說法正確的是（   ）
A．鋼鐵因含雜質而容易發生電化學腐蝕，所以合金都不耐腐蝕
B．原電池反應是導致金屬腐蝕的主要原因，故不能用來減緩金屬的腐蝕
C．金屬發生化學腐蝕，還是電化學腐蝕，的主要區別在于金屬的純度不同
D．無論哪種類型的腐蝕，其實質都是金屬被氧化
解析：金屬通過改變內部結構，可以耐腐蝕，如將鐵冶煉成不銹鋼，則耐腐蝕，所以A項錯誤；原電池反應雖然可以導致金屬腐蝕，但將需要保護的金屬制品和活潑金屬相連，構成原電池可以減慢金屬的腐蝕，故B項敘述錯誤。決定金屬發生電化學腐蝕，還是發生化學腐蝕的原因是金屬周圍的環境，如果金屬直接接觸有腐蝕性的氣體或溶液，則會發生化學腐蝕；而一般情況下則發生電化學腐蝕，故C項錯誤；金屬無論發生哪種類型的腐蝕，其實質都是金屬失去電子被氧化，故D項正確。
答案：D。
例2、光亮的鐵在下列情況下易生銹的是（     ）
 
解析：本題從考慮原電池形成的條件分析鐵的生銹，在A中干燥的空氣中，缺少水膜很難形成原電池；在B中空氣和水的交界面處容易形成原電池，使鐵釘生銹；C中植物油不是電解質溶液，也無法形成原電池；D中蒸餾水中含氧較少，也難發生電化學腐蝕。
答案：B。
例3、鐵生銹是比較常見的實驗現象，某實驗小組，為了研究鐵生銹的條件，設計了以下快速、易行的方法：
首先檢查裝置的氣密性，然后按圖連接好裝置，點燃酒精燈給藥品加熱，持續3分鐘左右，觀察到的實驗現象為①直形管中用蒸餾水浸過的光亮的鐵絲表面顏色變得灰暗，發生銹蝕；②直形管中干燥的鐵絲表面依然光亮，沒有發生銹蝕；③燒杯中潮濕的鐵絲依然光亮。