㈠ 鋼鐵的電化學腐蝕電極反應
鋼鐵在不同環境下的電化學腐蝕主要分為析氫腐蝕與吸氧腐蝕兩種形式。當鋼鐵表面吸附水膜酸性較強時,會發生析氫腐蝕。在這個過程中,鋼鐵作為負極,發生的電極反應是:Fe=Fe2++2e-,隨後Fe2+與水反應生成Fe(OH)2和H+:Fe2++2H2O=Fe(OH)2+2H+。與此同時,雜質充當正極,進行反應:2H++2e-=H2。整個電池反應可以表示為:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑,由於有氫氣釋放,這種腐蝕被稱為析氫腐蝕。
當鋼鐵表面吸附水膜酸性較弱時,則發生吸氧腐蝕。此時,鋼鐵作為負極,電極反應依然為:Fe=Fe2++2e-。而在正極處,氧氣與水作用生成氫氧根離子:O2+2H2O+4e-=4OH-。總體反應為:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,由於吸收氧氣,這種腐蝕被稱為吸氧腐蝕。
析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe(OH)2會進一步被氧氣氧化,生成Fe(OH)3,最後脫水形成鐵銹。反應方程式為:4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3。實際上,鋼鐵製品在大氣中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。
析氫腐蝕主要發生在強酸性環境中,而吸氧腐蝕則發生在弱酸性或中性環境中。這兩種腐蝕形式在鋼鐵製品的保護和防護方面有著重要的意義。