金属的电化学腐蚀

金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO₂，SO₂，NO₂等溶解在这层水膜中，形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体(Fe₃C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触，使得腐蚀不断进行。

(1)析氢腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较强时)

阳极(Fe)：Fe=Fe²⁺＋2e^-

Fe²⁺＋2H₂O=Fe(OH)₂＋2H⁺

阴极(杂质)：2H⁺＋2e^-=H₂

电池反应：Fe＋2H₂O=Fe(OH)₂＋H₂↑

由于有氢气放出，所以称之为析氢腐蚀。

(2)吸氧腐蚀(钢铁表面吸附水膜酸性较弱时)

阳极(Fe)：Fe=Fe²⁺＋2e^-

阴极：O₂＋2H₂O＋4e^-=4OH^-

总反应：2Fe＋O₂＋2H₂O=2Fe(OH)₂

由于吸收氧气，所以也叫吸氧腐蚀。

析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的Fe(OH)₂被氧所氧化，生成Fe(OH)₃脱水生成Fe₂O₃铁锈。钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。

Fe＋2H₂O=Fe(OH)₂＋H₂↑ O₂＋2H₂O＋4e^-→4OH^-

2Fe＋O₂＋2H₂O=2Fe(OH)₂ 2H⁺＋2e^-→H₂