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电化学腐蚀的阴阳极反应

【摘要】:金属的电化学腐蚀也不例外。金属腐蚀的阳极过程主要是金属的氧化反应,一般有以下三种形式:1)Me→Men++ne。阴阳极反应是相对独立又同时进行的一对共轭过程。任何一个腐蚀过程都必须包含一个或多个阳极反应和一个或多个阴极反应。而阴阳极过程的产物有时还能进一步发生次生变化。腐蚀反应所释放的化学能全部以热能形式逸散,阴阳极之间的电位差是腐蚀电池的推动力。

任何一个电化学过程都包括三个基本过程:阳极过程、阴极过程和电流的流动。金属的电化学腐蚀也不例外

金属腐蚀的阳极过程主要是金属的氧化反应,一般有以下三种形式:

1)Me→Men++ne(金属溶解生成可溶性的金属离子)。

2)Me+nH2O→Me(OH)n+nH++ne(金属溶解生成不溶性的氢氧化物或氧化物)。

3)Me+nH2O→MeOnn-+2nH++ne(金属溶解生成可溶性的酸根离子)。

金属腐蚀的阴极过程是腐蚀介质得到电子发生还原反应,最常见的有:

1)析氢反应:2H++2e→H2↑。

2)吸氧反应:O2+4H++4e→2H2O(pH<4时)。

O2+2H2O+4e→4OH-(pH>4时)。

3)金属离子降价反应:Men++(n-m)e→Mem+

4)金属沉积反应:Men++ne→Me。

阴阳极反应是相对独立又同时进行的一对共轭过程。任何一个腐蚀过程都必须包含一个或多个阳极反应和一个或多个阴极反应。而阴阳极过程的产物有时还能进一步发生次生变化。如Fe在含氧水中的腐蚀:

1)阳极过程:Fe-2e→Fe2+

2)阴极过程:O2+2H2O+4e→4OH-

3)阴阳极产生相互结合而形成腐蚀产物:

Fe2++2OH-→Fe(OH)2

白色的Fe(OH)2沉淀还能进一步与溶于水的O2反应生成铁锈Fe2O3·H2O。

构成回路的阴阳极可以形成腐蚀电池,腐蚀电池是只能导致金属材料破坏,而不能对外界做有用功的短路原电池。腐蚀反应所释放的化学能全部以热能形式逸散,阴阳极之间的电位差是腐蚀电池的推动力。