金屬腐蝕原理
金屬腐蝕原理
從腐蝕的定義及分類，我們知道腐蝕主要是化學過程，我們可以把腐蝕過程分為兩種可能的主要機理-----化學機理和電化學機理.
化學腐蝕是根據化學的多相反應機理，金屬表面的原子直接與反應物（如氧﹑水﹑酸）的分子相互作用。金屬的氧化和氧化劑的還原是同時發生的，電子從金屬原子直接轉移到接受體，而不是在時間或空間上分開獨立進行的共軛電化學反應。
金屬和不導電的液體（非電解質）或干燥氣體相互作用是化學腐蝕的實例。*主要的化學腐蝕形式是氣體腐蝕，也就是金屬的氧化過程（與氧的化學反應），或者是金屬與活性氣態介質（如二氧化硫﹑硫化氫﹑鹵素﹑蒸汽和二氧化碳等）在高溫下的化學作用。
電化學腐蝕是*常見的腐蝕，金屬腐蝕中的絕大部分均屬于電化學腐蝕。如在自然條件下（如海水、土壤、地下水、潮濕大氣、酸雨等）對金屬的腐蝕通常是電化學腐蝕。
| 
圖3－11 鐵的電化學腐蝕模型 | 電化學腐蝕機理與純化學腐蝕機理的基本區別是：電化學腐蝕時，介質與金屬的相互作用被分為兩個獨立的共軛反應。陽極過程是金屬原子直接轉移到溶液中，形成水合金屬離子或溶劑化金屬離子；另一個共軛的陰極過程是留在金屬內的過量 |
電子被溶液中的電子接受體或去極化劑接受而發生還原反應。左圖即是鐵的電化學腐蝕模型。（點擊放大播放flash)
3.3.2金屬腐蝕的電化學概念
1.電極反應及電極
相：由化學性質和物理性質一致的物質組成的、與系統的其他部分之間有界面隔開的集合叫做相。
電極系統：如果系統由兩個相組成，一個相是電子導體（叫電子導體相），另一個相是離子導體（叫離子導體相),且通過它們互相接觸的界面上有電荷在這兩個相之間轉移，這個系統就叫電極系統。
將一塊金屬（比如銅）浸在**了氧的硫酸銅水溶液中，就構成了一個電極系統。在兩相界面上就會發生下述物質變化：
Cu(M)→Cu2+(sol)+2e(M)
這個反應就叫電極反應，也就是說在電極系統中伴隨著兩個非同類導體相(Cu和CuSO4溶液）之間的電荷轉移而在兩相界面上發生的化學反應，稱為電極反應。這時將Cu稱為銅電極。
同樣我們將一塊金屬放入某種離子導體相中，也會發生類似的電極反應：
Me→Men++ne
但是大家注意，在電化學中，電極系統和電極反應這兩個術語的意義是很明確的，但電極這個概念的含義卻并不很肯定，在多數場合下，僅指組成電極系統的電子導體相或電子導體材料，而在少數場合下指的是某一特定的電極系統或相應的電極反應，而不是僅指電子導體材料。
| 
圖3－12 氫電極示意圖 | 如一塊鉑片浸在H2氣氛下的HCl溶液中，此時構成電極系統的是電子導體相Pt和離子導體相的水溶液，其電極反應是： 1/2H2→H+(sol)+e(M) 我們稱之為氫電極而不是鉑電極。（如左上圖，點擊放大） |
電極反應的特點是：
<1>所有電極反應都是化學反應，因此所有關于化學反應的一些基本定律（如當量定律，質量作用定律）都適用于電極反應，但它又不同于一般的化學反應；
<2>電極反應必須發生在電極表面上；
<3>兩個共軛的氧化還原反應。
3.3.1概述
從腐蝕的定義及分類，我們知道腐蝕主要是化學過程，我們可以把腐蝕過程分為兩種可能的主要機理-----化學機理和電化學機理.
化學腐蝕是根據化學的多相反應機理，金屬表面的原子直接與反應物（如氧﹑水﹑酸）的分子相互作用。金屬的氧化和氧化劑的還原是同時發生的，電子從金屬原子直接轉移到接受體，而不是在時間或空間上分開獨立進行的共軛電化學反應。
金屬和不導電的液體（非電解質）或干燥氣體相互作用是化學腐蝕的實例。*主要的化學腐蝕形式是氣體腐蝕，也就是金屬的氧化過程（與氧的化學反應），或者是金屬與活性氣態介質（如二氧化硫﹑硫化氫﹑鹵素﹑蒸汽和二氧化碳等）在高溫下的化學作用。
電化學腐蝕是*常見的腐蝕，金屬腐蝕中的絕大部分均屬于電化學腐蝕。如在自然條件下（如海水、土壤、地下水、潮濕大氣、酸雨等）對金屬的腐蝕通常是電化學腐蝕。
|
圖3－11 鐵的電化學腐蝕模型 | 電化學腐蝕機理與純化學腐蝕機理的基本區別是：電化學腐蝕時，介質與金屬的相互作用被分為兩個獨立的共軛反應。陽極過程是金屬原子直接轉移到溶液中，形成水合金屬離子或溶劑化金屬離子；另一個共軛的陰極過程是留在金屬內的過量 |
電子被溶液中的電子接受體或去極化劑接受而發生還原反應。左圖即是鐵的電化學腐蝕模型。（點擊放大播放flash)
3.3.2金屬腐蝕的電化學概念
1.電極反應及電極
相：由化學性質和物理性質一致的物質組成的、與系統的其他部分之間有界面隔開的集合叫做相。
電極系統：如果系統由兩個相組成，一個相是電子導體（叫電子導體相），另一個相是離子導體（叫離子導體相),且通過它們互相接觸的界面上有電荷在這兩個相之間轉移，這個系統就叫電極系統。
將一塊金屬（比如銅）浸在**了氧的硫酸銅水溶液中，就構成了一個電極系統。在兩相界面上就會發生下述物質變化：
Cu(M)→Cu2+(sol)+2e(M)
這個反應就叫電極反應，也就是說在電極系統中伴隨著兩個非同類導體相(Cu和CuSO4溶液）之間的電荷轉移而在兩相界面上發生的化學反應，稱為電極反應。這時將Cu稱為銅電極。
同樣我們將一塊金屬放入某種離子導體相中，也會發生類似的電極反應：
Me→Men++ne
但是大家注意，在電化學中，電極系統和電極反應這兩個術語的意義是很明確的，但電極這個概念的含義卻并不很肯定，在多數場合下，僅指組成電極系統的電子導體相或電子導體材料，而在少數場合下指的是某一特定的電極系統或相應的電極反應，而不是僅指電子導體材料。
|
圖3－12 氫電極示意圖 | 如一塊鉑片浸在H2氣氛下的HCl溶液中，此時構成電極系統的是電子導體相Pt和離子導體相的水溶液，其電極反應是： 1/2H2→H+(sol)+e(M) 我們稱之為氫電極而不是鉑電極。（如左上圖，點擊放大） |
電極反應的特點是：
<1>所有電極反應都是化學反應，因此所有關于化學反應的一些基本定律（如當量定律，質量作用定律）都適用于電極反應，但它又不同于一般的化學反應；
<2>電極反應必須發生在電極表面上；
<3>兩個共軛的氧化還原反應。
3.3.1概述
從腐蝕的定義及分類，我們知道腐蝕主要是化學過程，我們可以把腐蝕過程分為兩種可能的主要機理-----化學機理和電化學機理.
化學腐蝕是根據化學的多相反應機理，金屬表面的原子直接與反應物（如氧﹑水﹑酸）的分子相互作用。金屬的氧化和氧化劑的還原是同時發生的，電子從金屬原子直接轉移到接受體，而不是在時間或空間上分開獨立進行的共軛電化學反應。
金屬和不導電的液體（非電解質）或干燥氣體相互作用是化學腐蝕的實例。*主要的化學腐蝕形式是氣體腐蝕，也就是金屬的氧化過程（與氧的化學反應），或者是金屬與活性氣態介質（如二氧化硫﹑硫化氫﹑鹵素﹑蒸汽和二氧化碳等）在高溫下的化學作用。
電化學腐蝕是*常見的腐蝕，金屬腐蝕中的絕大部分均屬于電化學腐蝕。如在自然條件下（如海水、土壤、地下水、潮濕大氣、酸雨等）對金屬的腐蝕通常是電化學腐蝕。
|
圖3－11 鐵的電化學腐蝕模型 | 電化學腐蝕機理與純化學腐蝕機理的基本區別是：電化學腐蝕時，介質與金屬的相互作用被分為兩個獨立的共軛反應。陽極過程是金屬原子直接轉移到溶液中，形成水合金屬離子或溶劑化金屬離子；另一個共軛的陰極過程是留在金屬內的過量 |
電子被溶液中的電子接受體或去極化劑接受而發生還原反應。左圖即是鐵的電化學腐蝕模型。（點擊放大播放flash)
3.3.2金屬腐蝕的電化學概念
1.電極反應及電極
相：由化學性質和物理性質一致的物質組成的、與系統的其他部分之間有界面隔開的集合叫做相。
電極系統：如果系統由兩個相組成，一個相是電子導體（叫電子導體相），另一個相是離子導體（叫離子導體相),且通過它們互相接觸的界面上有電荷在這兩個相之間轉移，這個系統就叫電極系統。
將一塊金屬（比如銅）浸在**了氧的硫酸銅水溶液中，就構成了一個電極系統。在兩相界面上就會發生下述物質變化：
Cu(M)→Cu2+(sol)+2e(M)
這個反應就叫電極反應，也就是說在電極系統中伴隨著兩個非同類導體相(Cu和CuSO4溶液）之間的電荷轉移而在兩相界面上發生的化學反應，稱為電極反應。這時將Cu稱為銅電極。
同樣我們將一塊金屬放入某種離子導體相中，也會發生類似的電極反應：
Me→Men++ne
但是大家注意，在電化學中，電極系統和電極反應這兩個術語的意義是很明確的，但電極這個概念的含義卻并不很肯定，在多數場合下，僅指組成電極系統的電子導體相或電子導體材料，而在少數場合下指的是某一特定的電極系統或相應的電極反應，而不是僅指電子導體材料。
|
圖3－12 氫電極示意圖 | 如一塊鉑片浸在H2氣氛下的HCl溶液中，此時構成電極系統的是電子導體相Pt和離子導體相的水溶液，其電極反應是： 1/2H2→H+(sol)+e(M) 我們稱之為氫電極而不是鉑電極。（如左上圖，點擊放大） |
電極反應的特點是：
<1>所有電極反應都是化學反應，因此所有關于化學反應的一些基本定律（如當量定律，質量作用定律）都適用于電極反應，但它又不同于一般的化學反應；
<2>電極反應必須發生在電極表面上；
<3>兩個共軛的氧化還原反應。
