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金屬銹蝕與防護之鐵生銹原理 防止鐵生銹的方法

試管氧氣鐵釘銹蝕

防止鐵生銹的方法(金屬生銹的鐵生銹原理及防護)
目前，鋼(鐵和碳的合金)是人類使用最廣泛的金屬材料，給人類生活帶來了很多便利 。然而，在使用過程中，金屬腐蝕(尤其是鐵腐蝕)給人類帶來了巨大的損失，因此有必要研究金屬腐蝕的原理和防護方法，以減少金屬腐蝕造成的損失 。

1.金屬腐蝕原理(鐵腐蝕原理)
當鐵暴露在空氣體中時，表面會形成一種紅色物質，表明鐵生銹了，這種紅色物質就是鐵銹氧化鐵(化學式:Fe2O3) 。
1.1、鐵生銹的原理
鐵生銹的原理:鐵與空氣體中的氧、水等物質反應生成鐵化合物(氧化鐵)的過程 。
鐵銹知識
①鐵生銹是簡單的鐵(Fe)變成氧化鐵(Fe2O3)，產生新物質的過程，是一種化學變化(氧化反應) 。

②鐵生銹的條件:水和氧氣，沒有鐵很難生銹；

③鐵生銹過程中的放熱；
鐵生銹是一個氧反應，氧化反應和放熱反應，釋放熱量 。鐵銹散熱應用:“暖足貼” 。(使用鐵生銹并釋放熱量)

問題:金屬活性越強，越容易與空氣體中的氧氣反應生成化合物 。鋁的金屬活性比鐵強 。為什么鐵容易生銹，鋁不容易生銹？

答:鋁與氧氣反應生成氧化鋁(Al2O3)，氧化鋁致密，在鋁表面形成致密的保護膜，阻止氧氣進入內部，從而有效防止鋁內部氧化 。
鐵與氧反應生成氧化鐵(Fe2O3)，氧化鐵是一種松散的多孔物質，附著在鐵的表面 ?？諝怏w中的氧氣和水可以透過鐵氧化物之間的空間隙，不斷滲入內層，不斷與鐵發生反應，直至鐵被完全腐蝕 。
所以鋁不容易生銹的原因是生成的氧化鋁致密，保護內部鋁不進一步生銹 。
1.2、鐵生銹實驗
①取四個試管A、B、C、D，四個全新的指甲 。具體操作如下:

試管:將煮沸冷卻的蒸餾水放入試管中，將指甲完全浸入水中，在水面上滴一層植物油密封；
b試管:試管內放入釘子，加入無水氯化鈣和棉花，塞好膠塞；
c、試管:在試管中加入少量蒸餾水，放入釘子，使一半的釘子浸入水中；
試管:向試管中加入少量鹽溶液(氯化鈉溶液)；放釘子，讓一半的釘子浸入鹽水中；
【金屬銹蝕與防護之鐵生銹原理 防止鐵生銹的方法】②一段時間后觀察到的實驗現象如下:
試管:釘子不生銹；
b試管:釘子不生銹；
c試管:釘子生銹；
d試管:釘子銹蝕嚴重；
③實驗結果分析
試管:釘子不生銹(在水和無氧環境下不生銹)；
原因:a .將加熱煮沸冷卻的蒸餾水放入試管 。蒸餾水加熱煮沸后，水中的氧氣被排除，上層用油層密封，防止空氣體中的氧氣進入水中 。因此，放在水中的釘子與氧氣隔離，所以釘子不會生銹 。

b試管:指甲不生銹(無氧環境下不生銹)；
原因:B將無水氯化鈣和棉花放入試管，塞好膠塞 。無水氯化鈣和棉花有吸水性，吸收空氣體中的水蒸氣，使試管中的空氣體干燥無水蒸氣，指甲不生銹 。

c .試管:釘子生銹(在氧氣和水環境中生銹)；
原因:C試管中有蒸餾水，一半的指甲暴露在空氣體中，與空氣體中的氧氣接觸，在氧氣和水同時存在的環境中，鐵會生銹 。

試管:指甲嚴重生銹(在氧氣和鹽水(氯化鈉溶液)存在下加速生銹)；
原因:D，試管中有鹽水溶液，一半的指甲暴露在空氣體中，與空氣體中的氧氣接觸，在氧氣和鹽水溶液同時存在的環境中，鐵加速生銹 。

測試摘要:
①鐵生銹的條件:氧和水，氧和水只有同時存在才能生銹，鐵沒有它就不能生銹；
②鹽水(氯化鈉溶液)會加速鐵的生銹；
2、金屬防腐方法
2.1、金屬表面覆蓋保護層(隔絕氧氣和水)
通常用保護層覆蓋金屬表面以防止生銹，如下所示:
2.1.1.在鐵欄桿、容器、箱子等物品上噴漆；

2.1.2.在臉盆和杯子表面燒搪瓷；

2.1.3、鏈條和齒輪表面涂防銹油；

2.1.4.在鍋和刀上涂食用油；

2.2.金屬表面鍍有保護金屬 。
例如，可以在鋼的表面進行鍍錫、鍍鉻和鍍鋅來保護鋼，因為錫、鋅和其他金屬很容易被空氣體中的氧氣氧化，形成致密的氧化膜，從而防止空氣體中的水和氧氣接觸鋼，保護鋼免受腐蝕 。
2.3.不銹鋼制成的金屬
例如，在鐵中加入鉻、鎳和其他金屬可以制造不銹鋼 。
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