① 電化學中的「析氧腐蝕」,「析氫腐蝕」是咋回事(詳解)
注意:是吸氧腐蝕 和 析氫腐蝕
吸氧腐蝕是指金屬做負極,惰性非金屬作正極的一類原電池反應,例如鐵生銹的反應就是吸氧腐蝕,鐵做負極,鐵中的雜質等物質作正極,正極發生反應O2 + 4e- +2H20 = 4OH-,吸收氧氣
負極發生反應Fe - 2e- = Fe2+
析氫腐蝕是指以酸為電解液的一類原電池反應,例如鐵-鋅,稀硫酸為電解液的原電池,正極發生反應2H+ + 2e- = H2,析出了氫氣
負極發生反應Zn - 2e- = Zn2+
② 鋼鐵的析氫腐蝕與吸氫腐蝕有什麼區別
1、析氫腐蝕(析出氫氣):
水膜酸性較強
負極反應
Fe-2e-=Fe2+
正極反應
2H++2e-=H2↑
總反應
Fe+2H+=Fe2++H2↑2、吸氧腐蝕(吸收氧氣):水膜酸性較弱或呈中性負極反應
Fe-2e-=Fe2+
正極反應
2H2O+O2+4e-=4OH-
總反應
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3鋼鐵腐蝕以吸氧腐蝕為主。
③ 鐵的析氫腐蝕
吸氧腐蝕只能在鐵製品表面「水膜」接近中性才發生。
陽極:2Fe-4e-==2Fe2+陰極:O2+H2O+4e-==4OH-
總反應:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2, 4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3
2Fe(OH)3==Fe2O3+3H2O,該反應大致可以模擬鐵銹生成
析氫腐蝕是這樣的,只是陰極反應有所不同,本質仍是鐵的電化腐蝕:
陽極:Fe-2e-==Fe2+
陰極:2(H+)+2e-==H2↑
總反應:Fe+2H+==Fe2+ +H2↑
(3)什麼是鋼鐵的析氫反應擴展閱讀:
發生析氫腐蝕的體系標准電位很負的活潑金屬大多數工程上使用的金屬,如Fe正電性金屬一般不會發生析氫腐蝕。但是當溶液中含有絡合劑時,正電性金屬(如Cu,Ag)也可能發生析氫腐蝕。
⑴pH < 3時,陰極反應受活化極化控制。
⑵在弱氧化性和非氧化性酸溶液中,在反應速度不是很大時,陽極反應亦受活化極化控制。
⑶Fe在酸溶液中的腐蝕形態,一般是均勻腐蝕。所以,Fe在酸溶液中的腐蝕可以當作均相腐蝕電極處理,作為活化極化控制腐蝕體系的典型例子。
負極(鐵):鐵被氧化Fe-2e-=Fe2+;
正極(碳):溶液中的H 被還原2H++2e-=H2↑
腐蝕條件
氫電極在一定的酸濃度和氫氣壓力下,可建立如下平衡:2H++2e=H2這個氫電極的電位叫氫的平衡電位,它與氫離子濃度和氫分壓有關。
如果在腐蝕電池中,陽極的電位比氫的平衡電位正,陰極平衡電位當然比氫的平衡電位更正,所以,腐蝕電位比氫的平衡電位正,不能發生析氫腐蝕。
如果陽極電位比氫的平衡電位負時,則腐蝕電位才有可能比氫的平衡電位負,才有可能實現氫去極化和析氫腐蝕。總之,氫的平衡電位成為能否發生析氫腐蝕的重要基準,而EeH=-0.059PH,酸性越強,PH值越小,氫的平衡電位越正和陽極電位越負,對於氫去極化可能性的增加具有等效作用。
因此,許多金屬之所以在中性溶液中不發生析氫腐蝕,就是因為溶液中氫離子濃度太低,氫的平衡電位較低,陽極電位高於氫的平衡電位。但是當選取電位更負的金屬(鎂及合金)作陽極時,因為他們的電位比氫的平衡電位負,有發生析氫腐蝕,甚至在鹼性溶液中也發生極化腐蝕 。