【矩道化学虚拟实验室】腐蚀——金属的癌症

       腐蚀无处不在，是世界各国共同面临的问题，被人们称为金属的癌症、无焰的火灾、隐蔽的杀手。金属被腐蚀后，在外形、色泽及机械性能等方面就会发生变化，从而使机器设备、仪器、仪表的精度和灵敏度降低，直至报废。世界上每年生产的钢铁中有10%报废，造成巨大的经济损失。我国工程院院士柯伟经过调查研究发现：我国每年因为腐蚀所造成的经济损失，占国民生产总值的5%左右，以2008年为例，腐蚀所造成的经济损失约是1.6万亿元人民币。

       另外，金属腐蚀还会使桥梁、建筑物的金属构架强度降低而造成坍塌，会使金属管道发生泄漏、轮船船体损坏等进而造成安全事故或环境污染问题。

       腐蚀指物质与环境相互作用而失去它原有性质的一种变化，金属的腐蚀就是金属或合金与周围的气体或液体发生氧化还原反应而引起损耗的现象。

钢铁制品在潮湿的空气中的锈蚀是电化学腐蚀的典型例子。根据铁制品所处的环境不同，分为析氢腐蚀和吸氧腐蚀。

析氢腐蚀：

      在酸性环境中，由于腐蚀的过程中不断有氢气放出，所以叫做析氢腐蚀。铁失电子变为亚铁离子进入电解质溶液，电子经过一段导体到达碳等不活泼电极，溶液中的氢离子结合电子生成氢气。我们可以借助虚拟仿真电化学装置来观察电子的得失及流动过程。

吸氧腐蚀：

       如果钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀，生活中的钢铁腐蚀主要是发生的吸氧腐蚀。铁失电子变为亚铁离子进入电解质溶液，电子经过一段导体到达碳等不活泼电极，氧气和水在此结合电子发生反应生成氢氧根离子，氢氧根离子进入溶液与亚铁离子结合生成氢氧化亚铁，并被氧气进一步氧化为氢氧化铁。同样，我们可以借助化学仿真实验装置来观察电子的得失及流动过程。

最后，氢氧化铁失去部分水生成Fe₂O₃▪xH₂O，它是铁锈的主要成分。