金属电化学腐蚀的原理与应用
化学先生 / 2019-06-06
金属发生电化学腐蚀的根本原因是被腐蚀的金属成为原电池的负极，其原子失去电子变成金属阳离子，进入电解质溶液而损耗。显然，越是活泼的金属，越容易发生电化学腐蚀。在引起电化学腐蚀的原电池中，正极金属只是作为惰性电极材料，不参与反应。通常使用的金属往往含有杂质，如钢铁中常含有杂质碳等，这些杂质也可以充当正极材料。当这样的金属暴露于潮湿的空气中时，也会在表面的杂质附近形成微小的原电池而被腐蚀。现实生活中电化学腐蚀现象比化学腐蚀现象严重得多。
金属的腐蚀通常发生在金属表面，因此给金属表面加上--层保护层将金属与外界隔开，可以起到防止金属腐蚀的作用。保护层可以是耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶等非金属材料，也可以是通过电镀而覆盖于被保护金属表面的耐腐蚀性较强的金属或合金。
电镀是种常用的防 止金属腐蚀的方法。当金属镀层完好时，防护原理与非金属保护层相同，但是当金属镀层部分损坏时，镀层金属与被保护金属会形成原电池，情况就不同了。如果镀层金属的还原性比被保护金属的还原性强，镀层金属将作为负极发生氧化反应，被保护金属将作为正极而受到保护;反之，则是被保护金属发生氧化反应，使腐蚀更加严重。
根据电化学腐蚀的原理，要防止金属发生电化学腐蚀，关键在于阻止金属成为原电池的负极，避免它发生阳极氧化反应而溶解。据此，人们设计出各种防护方法。
如果将还原性较强的金属作为保护极，与被保护金属相连构成原电池,还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而损耗，被保护金属作为正极就可以避免腐蚀。这种保护法牺牲了阳极(原电池的负极),保护了阴极(原电池的正极),所以叫做牺牲阳极保护法。航海船只的船底四周镶嵌锌块以保护船体，利用的就是牺牲阳极保护法。
另外，还可将被保护金属与外加直波电源的负极相进让其成为阴极，而将外加商理。也做阴极电保护法，也的正极接到些废铁上，使废铁成为阳极。这种防止金属腐蚀的方法叫叫做外加电流阴极保护法。化工厂中盛装酸性溶液的容器或管道，常用这种方法防止腐蚀。
已知道，经过浓硝酸等强氧化剂处理后的铁表面发生钝化。通常认为，钝化后的金属表面生成了一层致密的膜，保护内部金属不被腐蚀。运用电化学方法也可以使金属表面钝化，从而使内部金属得到保护。其方法是将被保护金属接到外加电源的正极上，并使电压维持在该金属发生钝化作用的范围内。合成氨厂常用这种方法来防止反应塔腐蚀。
除了以上介绍的方法外，人们还发明了多种防止金属腐蚀的方法，如添加缓蚀剂等。然而，迄今为止没有哪一种方法是一 劳永逸的， 金属的防护仍然是一个重大课题。研制耐腐蚀的新型材料取代现有的钢铁等常用材料，将是解决问题的重要途径之一。
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