某些活潑金屬或其合金表面在某些介質(zhì)環(huán)境下會(huì)發(fā)生一種陽(yáng)極反應(yīng)受阻的現(xiàn)象,其電化學(xué)性能接近于貴金屬。金屬的這種失去了原來(lái)的化學(xué)活性的現(xiàn)象被稱為鈍化,金屬鈍化后所獲得的耐蝕性質(zhì)稱為鈍性。鈍化大大降低了金屬的腐蝕速度,增加了金屬的耐蝕性。
金屬的鈍化現(xiàn)象早在20世紀(jì)初就被人們發(fā)現(xiàn)。例如,鐵在稀硝酸中腐蝕很快,而在濃硝酸中則腐蝕很慢。1836年,斯柯比稱金屬在濃硝酸中獲得的耐蝕狀態(tài)為鈍態(tài)。到目前為止人們對(duì)金屬的鈍化已進(jìn)行了廣泛的研究,并在控制金屬腐蝕和提高金屬材料的耐蝕性方面發(fā)揮了十分重要的作用。
圖(1)鐵在硝酸中的溶解速率與硝酸的濃度關(guān)系
1)化學(xué)鈍化
將鐵片放人硝酸中,觀察鐵片溶解速率(腐蝕速度)與硝酸濃度的關(guān)系,得到如圖2-21所示的變化曲線。從圖中可以看出,當(dāng)硝酸濃度較低時(shí),鐵的溶解速率隨著硝酸的濃度增加而迅速增大。當(dāng)硝酸濃度增加到為30%—40%時(shí),鐵的腐蝕速度達(dá)到值。硝酸濃度超過(guò)40a/o時(shí),鐵的溶解速率迅速降低,直到反應(yīng)接近停止,這一異?,F(xiàn)象即為鈍化。如果繼續(xù)增加硝酸濃度,使質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)90qo時(shí),腐蝕速度又有較快的上升,這一現(xiàn)象稱為過(guò)鈍化。經(jīng)過(guò)濃硝酸處理的鐵再放人稀硝酸或硫酸中也能保持一定的時(shí)間不會(huì)受到腐蝕,其原因是金屬表面已經(jīng)發(fā)生了鈍化。
除鐵之外,其他金屬如鉻、鎳、鉆、銅、鉭、鈮、鎢、鈦等,在適當(dāng)條件下也會(huì)產(chǎn)生鈍化。能使金屬鈍化的物質(zhì)統(tǒng)稱為鈍化劑,如濃硝酸、K,Cri0,、KMn0 KC10。等強(qiáng)氧化劑以及溶液中或大氣中的氧。某些非氧化性試劑也能使某些金屬鈍化,例如鎂可在氫氟酸中鈍化,鉬和鈮可在鹽酸中鈍化,汞和銀在CI-的作用下電能發(fā)生鈍化。
圖(2)硫酸罐采用碳鋼材質(zhì)制作主要因?yàn)殁g化現(xiàn)象
值得注意的是,鈍化的發(fā)生并不簡(jiǎn)單地取決于鈍化劑氧化能力的強(qiáng)弱。例如,H:0:和KMn0。溶液的氧化還原電位比K,,溶液高,是更強(qiáng)的氧化劑,但實(shí)際上它們對(duì)鐵的鈍化作用卻比后者更弱;Na:S:0。氧化還原電位更高,可是它反而不能使鐵鈍化。顯然,這與陰離子的特性及電位對(duì)鈍化過(guò)程的影n向有關(guān)。
綜上所述,金屬與鈍化劑的化學(xué)作用而產(chǎn)生的鈍化現(xiàn)象稱為化學(xué)鈍化或自鈍化。例如,鉻、鋁、鈦等金屬在空氣中和很多種含氧的溶液中都易被氧鈍化,故稱為自鈍化金屬。
金屬變?yōu)殁g態(tài)時(shí),其電極電位一般朝正的方向移動(dòng)。例如,F(xiàn)e的電位為-.鈍化后升高到—1.ov;Cr的電位為-~ V,鈍化后為~l-0 V。由于電位升高,鈍化后的金屬失去原有的某些特性,例如鈍化后的鐵在銅鹽中不能將銅置換出來(lái)。
所有評(píng)論僅代表網(wǎng)友意見(jiàn),與本站立場(chǎng)無(wú)關(guān)。