防止铁生锈的方法(金属锈蚀与防护之铁生锈原理)
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防止铁生锈的方法(金属生锈的铁生锈原理及防护)
目前,钢(铁碳合金)是人类使用最广泛的金属材料,给人类生活带来了很多便利。然而,在使用过程中,金属腐蚀(尤其是铁腐蚀)给人类带来了巨大的损失,因此有必要研究金属腐蚀的原理和防护方法,以减少金属腐蚀造成的损失。
1、金属腐蚀原理(铁腐蚀原理)
铁接触空气体时,表面会形成红色物质,说明铁已经生锈,红色物质为铁锈氧化铁(化学式:Fe2O3)。
1.1、铁生锈的原理
铁生锈的原理:铁与空气体中的氧气、水等物质发生反应,发生复杂的化学反应,生成铁化合物(氧化铁)。
铁生锈的知识点
(1)铁生锈是铁(Fe)变成氧化铁(Fe2O3)并产生新物质的过程,这是一种化学变化(氧化反应)。
2铁生锈的条件:水和氧气,没有铁很难生锈;
③铁生锈时放热;
铁生锈是一种氧反应、氧化反应和放热反应,会释放热量。铁锈散热应用:“暖脚膏”。(使用铁生锈并释放热量)
问题:金属活性越强,越容易与空气体中的氧气反应生成化合物。铝的金属活性比铁强。为什么铁容易生锈,铝不容易生锈?
答:铝与氧气反应生成氧化铝(Al2O3),氧化铝致密,附着在铝表面形成致密的保护膜,阻止氧气进入内部,从而有效防止深圳内部生活网络中的铝氧化。
铁与氧反应生成氧化铁(Fe2O3),氧化铁是一种松散的多孔物质,附着在铁的表面。空气体中的氧气和水可以透过铁氧化物之间的空间隙,不断渗入内层,不断与铁发生反应,直至铁被完全腐蚀。
所以铝不容易生锈的原因是生产出来的氧化铝致密,保护内部铝不进一步生锈。
1.2、铁生锈实验
①取A、B、C、D四个试管,四个一模一样的全新指甲。具体操作如下:
试管:将煮沸冷却的蒸馏水放入试管中,将所有指甲浸入水中,并在水面上滴一层植物油密封;
b试管:试管内放入钉子,加入无水氯化钙和棉花,塞紧胶塞;
c试管:试管中加入少量蒸馏水,放入指甲,将一半指甲浸入水中;
d试管:试管中加入少量盐水(氯化钠溶液);加入钉子,将一半的钉子浸入盐水中;
②一段时间后观察到的实验现象如下:
试管:钉子没有生锈;
b .试管:钉子未生锈;
c试管:生锈的钉子;
d试管:钉子锈蚀严重;
③实验结果分析
一、试管:指甲不生锈(在水和无氧环境下不生锈);
原因:将加热、煮沸、冷却的蒸馏水放入试管a中,蒸馏水加热煮沸后,排除水中的氧气,上层用油层密封,防止空气体中的氧气进入水中,使放入水中的钉子与氧气隔离,使钉子不生锈。
b试管:指甲不生锈(在氧气和无水环境下不生锈);
原因:试管B中放入无水氯化钙和棉花,胶塞塞紧。无水氯化钙和棉花有吸水性,吸收空气体中的水蒸气,使试管中空气体干燥,没有水蒸气,指甲不生锈。
c .试管:钉子生锈(在氧气和水环境中生锈);
原因:C试管中有蒸馏水,一半指甲暴露在空气体中,接触到空气体中的氧气。在氧气和水同时存在的环境中,铁会生锈。
d .试管:钉子锈蚀严重(在氧气和盐水(氯化钠溶液)存在下加速锈蚀);
原因:D试管内有盐水,一半指甲暴露在空气体中,接触到空气体中的氧气。在氧气和盐水共存的环境中,铁会迅速生锈。
测试摘要:
①铁的生锈条件:氧和水,氧和水只有在铁同时存在时才能生锈;
②盐溶液(氯化钠溶液)会加速铁的生锈;
2、金属防腐方法
2.1、金属表面覆盖保护层(隔绝氧气和水)
通常用保护层覆盖金属表面以防止生锈,如下所示:
2.1.1、铁栏杆、容器、箱子等物品上喷涂油漆;
2.1.2、脸盆、杯子表面烧搪瓷;
2.1.3、链条和齿轮表面涂防锈油;
2.1.4在锅和刀上涂抹食用油;
2.2、金属表面镀有保护金属
例如,镀锡、镀铬和镀锌可以用来保护钢,因为锡、锌和其他金属很容易被空气体中的氧气氧化,形成致密的氧化膜,从而防止水和空气体中的氧气接触,保护钢免受腐蚀。
2.3由金属制成的不锈钢
如果在铁中加入铬、镍等金属,就可以制成不锈钢。