决定酸腐蚀性的另一个因素是酸自由基阴离子的氧化还原性质。与金属相互作用时,硝酸为氧化酸,盐酸为非氧化酸。金属在其中的腐蚀过程是不同的。在非氧化酸中,金属腐蚀的阴极过程是氢去极化。在氧化酸中,金属腐蚀的阴极过程是氧化剂的还原过程。然而,这种划分是不确定的。硝酸是一种氧化性酸。当它的浓度很低时,它就像一种非氧化酸,作用于铁等金属。硫酸常被认为是一种非氧化酸,但当它的浓度很高时,它会像氧化酸一样与铁发生反应。
,铁在酸中腐蚀的基本规律是:在非氧化酸中,腐蚀速率与H3O +浓度成正比。氧气和其他氧化剂的存在会显著增加腐蚀速率。H3O +浓度越低,这种现象越明显。如果形成不溶性化合物并起到保护作用,腐蚀速率降低,如Fe3 (PO4) 2。
,铁在氧化酸中的腐蚀特性是:腐蚀速率与酸浓度之间的关系是复杂的。在稀酸中,铁以H +还原的阴极退极化过程溶解。而析出的氢进一步被氧化,铁的溶解速率急剧增加。当酸浓度增加到一定值时,酸的氧化作用变得非常强,使铁钝化,降低腐蚀速率。当温度升高、H3O +浓度增加或有氯离子存在时,不易发生钝化。在强氧化剂硝酸中,铁只有在浓度超过35%时才会发生钝化。在弱酸性氧化剂铬酸中,当酸浓度小于0.00lmol/l时,铁已进入钝化状态。
金属腐蚀:金属材料在周围介质的作用下受到破坏,称为金属腐蚀。
金属在腐蚀过程中的化学变化基本上是金属元素氧化形成化合物。
这种腐蚀过程一般以两种方式进行:化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀:金属表面与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。
电化学腐蚀:金属材料(合金或不纯金属)在与电解液接触时通过电极反应而产生的腐蚀。这种损失有时是无法估量的。例如,一架载有数百人的飞机被腐蚀,在空中发生飞机事故,或者桥梁的钢结构被腐蚀,导致桥梁断裂。所以要认真对待
金属腐蚀的原因是什么?
1. 均匀腐蚀发生在暴露于介质或大面积的整个表面上。宏观均匀腐蚀损伤称为均匀腐蚀、烟道腐蚀和酸碱池腐蚀
2. 接触腐蚀将两种具有不同电势的金属或合金相互接触并浸入电解液溶质溶液中。它们之间有一股水流。正电位金属的腐蚀速率降低,负电位金属的腐蚀速率增加。
3.选择性腐蚀合金中的一种元素由于腐蚀而优先进入介质的现象称为选择性腐蚀。
4. 点蚀集中在金属表面单个的小点上。深度较大的腐蚀称为点蚀,又称小孔腐蚀和点蚀。
5. 缝隙腐蚀会在金属表面的缝隙和被覆盖部分产生严重的缝隙腐蚀。
6. 冲蚀腐蚀是由于介质与金属表面之间的相对运动而加速腐蚀过程的一种腐蚀,如风机、尘管、滚筒筛等的冲击腐蚀
7. 晶间腐蚀是一种优先腐蚀金属或合金晶界及晶界附近区域的腐蚀,但晶粒本身的腐蚀相对较小。
8. 应力腐蚀裂纹(SCC)和腐蚀疲劳裂纹(SCC)是在一定的金属介质系统中,由腐蚀和拉应力共同作用引起的材料断裂。
9. 电解液中的氢损伤金属可通过腐蚀、酸洗、阴极保护或电镀的氢渗透而损伤
金属的化学腐蚀反应可分为两个步骤。第一步是氧化步骤,第二步是脱电子步骤。氧化过程释放自由电子,而脱电子过程是除去自由电子的过程。
阳离子可以进入溶液或与其他阴离子结合形成化合物。氧化过程必须与脱电子过程同时配合才能完成整个反应。
因此,只有通过电子去除步骤去除氧化步骤产生的自由电子,金属原子才能不断被腐蚀。实际的腐蚀过程是一个非常缓慢而相对均匀地在表面上失去金属原子的过程。在某些条件下,如果在一个区域形成阳极或阴极区域,可能会出现局部腐蚀不均匀,并形成可见的腐蚀坑。
钢铁不会很快被腐蚀,因为它的表面在水中会形成一层氧化保护层。由于铁容易被氧化形成氧化铁,所以不溶于水,容易沉积在金属表面,从而阻碍了进一步的腐蚀。这种现象称为腐蚀钝化。锆、铬、铝、不锈钢等金属在常温的水或空气中会形成很薄的保护层,有时甚至薄得肉眼无法分辨。由于这种薄保护层,这些金属在水或空气中具有良好的耐腐蚀性。