铁的生锈与防锈.ppt

铁的生锈与防锈
姬庆松
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铁锈是如何形成的
根据金属腐蚀的特点,腐蚀又分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种: (1)化学腐蚀:即单纯由化学作用而引起的腐蚀,如金属和一些有害气体(O2、H2S、SO2、CL2等)接触时,在金属表面上生成相应的化合物(如氧化物、硫化物、氯化物等)。温度对化学腐蚀的影响很大,钢材在低温下的腐蚀并不严重,但在高温下就容易氧化,生成一层氧化物,同时还会发生脱碳现象,例如: Fe3C+O2=3Fe+CO2 Fe3C+CO2=3Fe+2CO 化学腐蚀有两个必要条件,就是:金属与有害气体接触和有较高的温度,而高效膨润土降阻剂,由于其结构的致密性,内部不可能有空气和其他有害气体,从而避免了钢铁的化学腐蚀。再加上高效膨润土降阻剂内的防腐物质能够在钢铁表面生成一层钝化膜更保护了钢接地体免遭化学腐蚀。
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铁生锈的原因
金属生锈的原因主要是电化学腐蚀和空气氧化的作用,纯净的金属或是活泼的金属主要是由于金属表面与空气中的氧气发生了氧化反应的结果,在金属表面生成了金属氧化物,也就是锈。如果金属中含有较多的杂质,这些杂质就会和金属形成化学原电池,发生电化学腐蚀,从而将金属氧化生成金属氧化物。有些金属生锈之后会产生致密的氧化膜从而阻止金属进一步氧化,如:氧化铝。而有些金属生锈之后产生的氧化膜稀松更加速了金属氧化,如:铁锈。
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生锈后对生活的影响
铁容易生锈,除了由于它的化学性质活泼以外,同时与外界条件也有很大关系。水分是使铁容易生锈的物质之一。然而,光有水也不会使铁生锈,只有当空气中的氧气溶解在水里时,氧在有水的环境中与铁反应,才会生成一种叫氧化铁的东西,这就是铁锈。铁锈是一种棕红色的物质,它不像铁那么坚硬,很容易脱落,一块铁完全生锈后,体积可胀大8倍。如果铁锈不除去,这海绵状的铁锈特别容易吸收水分,铁也就烂得更快了。
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怎样防锈
干燥的环境可以有效防止铁生锈,涂抹油脂也是一种办法,准确的讲应该是铁的合金在潮湿的空气中被氧化而生锈。纯净的铁在这种情况下很难生锈。其原理是:生铁和钢都可以认为是铁和碳的合金,在潮湿的空气中主要发生吸氧腐蚀,即由铁和碳形成的原电池,首先生成的是Fe(OH)3,逐渐失水形成铁锈(主要成分是Fe2O3·nH2O)这种物质蓬松且吸水,又使得内层的铁进一步被腐蚀,最终使得整块铁完全变成Fe2O3 铁生锈对生活的影响是在各个方面的,小到家庭大到工程,铁的腐蚀会带来各种不变和危险。所以现在的多用不锈钢和经过处理的不锈铁
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2)电化学腐蚀:即当金属和电解质溶液接触时,由电化学作用而引起的腐蚀。它和化学腐蚀不同,是由于形成了原电池而引起的。在腐蚀过程中,负极上进行氧化反应,负极常叫阳极;正极进行还原反应,正极常叫阴极。在酸性介质环境中,溶液的H+浓度较大,而钢铁一般都含有杂质,形成的原电池为阳极(负极),杂质为阴极(正极),由于铁和杂质紧密地接触,电化学腐蚀作用得以不断地进行,Fe2+进入水膜,同时,多余的电子移向杂质,H+在杂质上和电子结合而变成氢气析出,Fe2+和OH-结合生成Fe(OH)2,即铁锈。阳极(铁)Fe=Fe2++2e 阴极(杂质)2H++2e=H2↑总反应式:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2↑然后,Fe(OH)2被空气中的氧气氧化化Fe(OH)3 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 如果溶液的酸性很弱或中性溶液,则在阳极也是铁被氧化成Fe2+,在阴极主要是溶解于水膜中的氧获得电子: 阳极(铁)2Fe=2Fe2++4e 阴极(杂质)O2+2H2O+4e=4OH- 总反应式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 然后,Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3并部分脱水为铁锈。
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所以不仅H+能引起金属腐蚀,含有氧时也能引起金属腐蚀,析氢腐蚀与溶液H+浓度有关,吸氧腐蚀和溶液中氧气的浓度有关,H+浓度越大,含氧量越高,金属的腐蚀就越快。高效膨润土降阻剂的防腐主要是:a、H+的浓度小,偏碱性,PH值为10左右,使析氢腐蚀无法存在;b、结构致密,降阻剂中含氧量极小,使钢铁基本上不和氧接触