腐蚀与生锈
腐蚀和生锈是导致材料分解的两个化学过程。
腐蚀
当一种材料与外界环境发生反应,经过一段时间,它的结构就会退化,并分解成小块。最终,它可以分解成原子级。这就是所谓的腐蚀。这通常发生在金属上。当暴露在外部环境中时,金属与大气中的氧气发生氧化反应。除了金属,像聚合物这样的材料,陶瓷也会发生崩解。然而,在这种情况下,它被称为退化。导致金属腐蚀的外部因素是水、酸、碱、盐、油和其他固体和液体化学物质。除此之外,当金属暴露在诸如酸蒸汽、甲醛气体、氨气和含硫气体等气体中时,金属会腐蚀。腐蚀过程的基础是电化学反应。在发生腐蚀的金属中,会发生阴极和阳极反应。当金属原子暴露在水中时,它们把电子交给氧分子,形成正金属离子。这是阳极反应。产生的电子被阴极反应消耗掉。阴极反应和阳极反应发生的两个地方,视情况而定,可近可远。有些材料耐腐蚀,有些材料容易腐蚀。然而,腐蚀可以通过某些方法来防止。涂层是保护材料不受腐蚀的方法之一。这包括油漆、电镀、在表面涂上瓷漆等。
生锈
生锈是一种化学过程,常见于含铁的金属。换言之,腐蚀过程发生在有铁的地方,称为生锈。要发生生锈,必须有一定的条件。在氧气、水分或水的存在下,铁发生这种反应,形成一系列氧化铁。这种红棕色的化合物被称为锈。因此,铁锈中含有水合铁(III)氧化物Fe2O3·nH2O和氧化铁(III)氢氧化物(FeO(OH)、Fe(OH)3)。如果生锈从一个地方开始,它最终会扩散开来,整个金属就会分解。不仅铁,含铁的金属(合金)也会生锈。
生锈始于电子从铁到氧的转移。铁原子转移两个电子形成铁离子如下。
铁→铁2++2
氧通过在水存在下接受电子而形成氢氧化离子。
氧气+4 e–+2 H2O→4 OH–
以上反应在酸的存在下加速。此外,当存在类似盐的电解质时,反应进一步加强。铁锈中含有铁(III)离子,因此生成的Fe2+经过氧化还原反应,得到如下所示的Fe3+。
4 Fe2++O2→4 Fe3++2 O2负极
Fe3+和Fe2+与水发生以下酸碱反应。
Fe2++2 H2O⇌Fe(OH)2+2小时+
Fe3++3 H2O⇌Fe(OH)3+3小时+
最终形成一系列的铁氧化物。
Fe(OH)2⇌FeO+H2O
Fe(OH)3⇌FeO(OH)+H2O
2 FeO(OH)⇌Fe2O3+H2O
腐蚀和生锈有什么区别?•生锈是一种腐蚀。•当铁或含有铁的材料受到腐蚀时,称为生锈。•生锈会产生一系列氧化铁,而腐蚀会导致金属的盐或氧化物 |