鐵的氧化膜為何松散
1.
氧化膜疏松,意思是它不足以阻擋氧化過程,內(nèi)部的鐵會持續(xù)氧化,持續(xù)生銹。但是氧化膜畢竟會有一定的阻礙,所以持續(xù)氧化的速度是比較小的,以器皿的厚度來保證它的使用壽命。反應(yīng)是必然發(fā)生的,早晚有銹穿的一天,銹穿之...
2.
另外氧化膜會附著一些其它雜質(zhì),比如油污、水垢、塵土等等,使鐵表面更難以接觸氧氣,減小了銹蝕的速度。
濃硫酸與鐵反應(yīng)(常溫)生成的致密的氧化膜是Fe3O4(中學(xué)階段不要求掌握) Fe與濃硫酸常溫下,因為有Fe3O4(結(jié)構(gòu)很緊湊)的阻隔,所以不反應(yīng)。 但加熱時濃硫酸活性加大,所以Fe3O4被侵蝕,于是Fe失去了保護被濃硫酸全面氧化。
鐵在潮濕空氣中的腐蝕涉及到電化學(xué)的知識.基本過程是:少量鐵先被氧化為離子,溶解在鐵表面附著的一層水膜中,增強了水膜的導(dǎo)電性.于是這部分水膜就成為了電解質(zhì)溶液,由于鐵中含有的少量碳元素,與鐵單質(zhì)、電解質(zhì)溶液在此處形成了一個原電池.這個原電池大大加速了該部位鐵的氧化.由于水膜的面積通常非常小,這個過程只發(fā)生在一個又一個微小的區(qū)域,彼此之間沒有緊密的聯(lián)系,所以形成的氧化物是疏松的.
而濃硫酸、濃硝酸的氧化性非常強,是對整個鐵同時進行快速氧化,鐵中含有的C元素相對來說就不夠用了,也就是說原電池效應(yīng)可以忽略.因此氧化是在大面積同時進行,就會形成致密的氧化膜.
鐵在空氣中形成的氧化膜Fe2O3是疏松的,但是在濃度很大的強氧化性酸中生成的是致密的氧化物薄膜,所以能夠阻止進一步的反應(yīng)
四氧化三鐵是否比氧化鐵更穩(wěn)定,看從哪方面說,單從化合價和是否有繼續(xù)被氧化的可能性來說,四氧化三鐵不穩(wěn)定。
但是,鐵表面被迅速氧化(高溫或是通過化學(xué)處理),可以形成非常致密四氧化三鐵(通常稱為烤藍),這層致密的四氧化三鐵氧化膜可以阻止里面的鐵繼續(xù)被氧化,從而得到保護。
同樣道理,鋁、鋅、鎂等金屬表面有一層致密的氧化膜,也可保護里面的金屬。
分別把一塊鈉、鎂、鋁放在空氣中,表面被氧化,形成氧化鈉(還有一些過氧化鈉)、氧化鎂、氧化鋁,氧化鎂和氧化鋁可以保護里面的金屬,氧化鈉不能保護里面的金屬,但卻不能說氧化鎂和氧化鋁比氧化鈉更穩(wěn)定。
生鐵和熟鐵比較來說,生鐵更容易生銹,它們是根據(jù)含碳量的多少來劃分的,熟鐵含碳量〈0.02%,而含碳量〉2.0%時就叫做生鐵,一般情況下,熟鐵在空氣中剛開始是銀白色,比較軟,而后會和空氣中的氧氣反應(yīng),表面會生成一層致密的氧化膜成分是Fe2O3,看上去是灰色,