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相同浓度中的稀盐酸中铁锌的腐蚀速度的比较 摘要：析氢腐蚀是目前腐蚀电化学中研究得比较充分的一个反应，对析氢反应机理的研究始于20世纪30年代现已提出了不同的理论。铁锌在稀酸中发生的正是析氢腐蚀，比较一下两者在稀酸中的腐蚀速度。 关键词：析氢腐蚀 稀酸 铁 锌 电极极化产生的氢过电位有时是对我们不利的，例如在水溶液电镀工业中，氢在阴极上析出是不可避免的副反应，它不但对镀层有害，而且也使阴极的电流效率降低。但有时，利用析氢反应和金属腐蚀形成共轭反应，控制析氢的速度可以减缓金属的腐蚀速度，改善合金材料的过电位可以提高材料的使用性能。 1 析氢反应与过电位的关系 1.1 过电位 当一个电池与外界电源反向对接时，只要外加的电压大于该电池的电动势E，电池接受外界所提供的电能，电池中的反应发生逆转，原电池就变成了电解池[1]，回路中电流强度为零时所得的电压就是电解质溶液的分解电压。由于速度控制步骤形成的阻力，在氢电极的平衡电位下不能发生析氢反应，只有克服了这个阻力才能进行析氢反应。因此氢的析出电位要比氢电极的平衡电位更负一些，在一定的电流密度下，氢电极的析氢电位与平衡电位之差成为氢过电位。 1.2 析氢电位与电流密度的关系 电流密度越大，氢过电位越大。当电流密度达到一定程度时，氢过电位与电流密度的对数之间呈直线关系，服从Tafel公式：η=a+blgi 式中,i是电流密度,对于给定电极,在一定的溶液组成和温度下,a和b都是常数,成为Tafel常数。常数a表示单位电流密度下的过电位，它与电极材料性质、表面状态、溶液的成分及实验温度有关。a值一般在0.1—0.6V之间。Tafel经验公式表示了氢过电位与电流密度的定量关系。 2金属铁与锌在稀盐酸中腐蚀速度的比较及腐蚀速度的控制 2.1 判断析氢腐蚀的腐蚀速度 当金属中含有电位比金属电位更正的杂质时，如果杂质上的氢过电位比基体金属上的过电位低，则阴极反应过程主要在杂质表面上进行，杂质就成为阴极区，基体金属就成为阳极区，阳极过程和阴极过程主要在表面的不同区域进行。此时杂质上的氢过电位的高低对基体金属的腐蚀速度有很大的影响。析氢过电位越大，说明阴极过程受阻滞越严重，则腐蚀速度越小。所以，可以根据析氢过点位的大小大致判断金属发生析氢腐蚀时的腐蚀速度，并合理地控制析氢腐蚀的进行。例如，金属或合金在酸中发生均匀腐蚀时，如果作为阴极的杂质或合金相具有较低的析氢过电位，则腐蚀速度较大；反之，若杂质或阴极相上的析氢过电位越大，则腐蚀速度越小。 2.2 比较铁锌在稀酸中的腐蚀速度 锌的交换电流密度较大，锌的阳极溶解反应活化极化较小，而氢在Zn上的析出过电位却非常高，所以锌在酸中的溶解就是阴极控制下的析氢腐蚀。铁在稀酸中的腐蚀与锌不同，查表可得金属铁的电极电位为-0.447V，金属锌的电极电位-0.7628V，均可在稀盐酸中发生析氢腐蚀，氢在铁上的过电位比在锌上的过电位低的多，所以氢在铁上析出的阴极极化曲线的斜率较小。虽然铁的电极电位比锌的正，但铁在稀酸中的腐蚀速度却比锌的腐蚀速度大。 2.3 铁锌腐蚀速度的控制 2.3.1 锌腐蚀速度的控制 锌的腐蚀速度主要取决于析氢过电位的大小。若Zn中含有较低氢过电位的金属杂质如Cu、Fe等，则阴极极化减小，锌的腐蚀速度增大。相反，如果Zn中加入汞，由于汞上的析氢过电位很高，可使Zn的腐蚀速度大大下降。 2.3.2 铁腐蚀速度的控制 由于铁等过度元素的交换电流密度较小，所以铁的阳极反应的活化极化较大，其阳极极化曲线的斜率较大。因此当向酸中加入相同微量的铂盐后，锌的腐蚀会被剧烈加速，而铁的腐蚀增加得要少些。铂盐效应是由于铂盐在锌和铁表面上被还原成铂，而铂上的氢过电位很低，使氢析出的阴极极化曲线变得较平坦所致。 3.结论 在稀酸中，铁的腐蚀速度比锌的腐蚀速度大。 参考文献 [1]付献彩，沈文霞，姚天扬，等。物理化学(第五版)下册[M]。高等教育出版社，117. [2]王凤平，康万利，敬和民，等。腐蚀电化学原理、方法及应用。化学工业出版社。