什么是析氢腐蚀?试举例说明。
答:在腐蚀电池中,金属腐蚀的阳极反应是金属的溶解,阴极反应为H+的还原,其产物有氢析出,这种腐蚀就称析氢腐蚀。
例:钢铁暴露在潮湿空气中,由于吸附作用在其表面覆盖一层很薄的水膜。水的电离度虽然很小,但仍可电离出少量的H+和OH—,在酸性介质(如CO2、SO2)的大气环境中的H+的数量由于水中溶解了CO2、SO2而增加。
因此铁和铁中的杂质,如同放在含有H+、OH—、HCO3—、HSO3—等离子的溶液中,形成原电池。由于其杂质(石墨、渗碳体等)电极电位较铁大,较铁不易失去电子,所以在原电池中铁为阳极,杂质为阴极,铁生成Fe2+进入水膜,所失去的电子移向杂质,H+在杂质上和电子结合放出氢气,水膜中的Fe2+和OH—结合生成Fe(OH)2覆着在铁的表面上,这样铁很快受到腐蚀。反应如下:
阳极(铁):Fe=Fe2++ 2e Fe2++2OH—=Fe(OH)2
阴极(杂质)2H++2 e=H2
总反应方程式:Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2
然后Fe(OH)2被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3, Fe(OH)3及其脱水产物Fe2O3是红褐色铁锈的主要成分。