中三化學科第十一章第十一章 :: 金屬的腐蝕與保護金屬的腐蝕與保護

11.1 腐蝕作用 校園裏在很多的設施都是用鐵所造成，例如…

11.1 腐蝕作用

但這些設施普遍受到腐蝕的影響。

11.1 腐蝕作用

發生腐蝕的地方通常在物件的哪個部份 ?

被腐蝕的鐵跟原來有甚麼不同 ?

11.1 腐蝕作用 除鐵以外，很多金屬除鐵以外，很多金屬 (( 鎂、鈣、鈉等鎂、鈣、鈉等 )) 也會與環境中的也會與環境中的

物質物質 (( 如空氣、水如空氣、水 )) 反應反應 (( 腐蝕作用腐蝕作用 , corrosion), corrosion) ，在，在表面上形成一層粉未。表面上形成一層粉未。

鎂(Mg)

鎂(Mg)

鈣 (Ca)

鈣 (Ca)

鈉 (Na)

鈉 (Na)

11.2 鐵生銹時會產生甚麼現象

銅製品在空氣中也會被腐蝕，但銅的氧化物反而能成為保護銅的物質。然而，鐵銹並不穩固地附在鐵的表面，易於剝落，使鐵的表面不斷被腐蝕，最後整塊鐵都被銹蝕。

古代銅製品古代鐵製品

11.2 鐵生銹時會產生甚麼現象

鐵的腐蝕稱為生銹生銹 (rusting) ，其化學反應過程是相當複雜，但結果非常簡單：

鐵鐵 (s)(s) + 氧氣氧氣 (g)(g) 氧化鐵氧化鐵 (III) (III) (aq)(aq)

水

11.3 生銹的必要條件氧氣

水生銹

沒有生銹 產生銹蝕

經煮沸的蒸餾水 鐵釘

棉花

無水氯 化鈣

蒸餾水 海水

試管 1 試管 2 試管 3 試管 4

油層

沒有水 水和空氣同時存在沒有空氣

11.4 加快鐵生銹速率的情況

酸性污染物的存在( 酸雨 )

加快生銹速度

離子化合物的存在( 氯化鈉 )

高溫( 把快化學反應速

度 )

與活潑較低金屬接觸 ( 置換反應 )

經刮擦或凹凸扭曲表面 ( 增加接觸面 )

11.5 使用指示劑觀察生銹情況

鐵釘

含銹蝕指示劑的膠凝體溶液

釘身

釘頭

培養皿

釘尖

用指示劑來測試生銹的發生，數分鐘後鐵釘的周圍會呈現藍色。

鐵生銹時會生成 Fe2+(aq)

離子；六氰合鐵 (III) 酸鉀指示劑能鑑定 Fe2+ 離子 ( 縱使極其微量 ) ，形成一種深藍色的化合物，所以藍色出現之處顯示生銹發生。

11.6 怎樣防止鐵生銹

生銹氧氣

水加上保護層加上保護層

1. 加上油漆、塑膠層或油脂

11.6 怎樣防止鐵生銹1. 加上油漆、塑膠層或油脂

鐵 油 漆 氧 氣 和 水 不 能 與 鐵 接觸 ， 所 以 鐵 不 會 生 銹

油 漆 剝落 後

油 漆 氧 氣 和 水 與 鐵 接 觸 ，導 致 鐵 生 銹

11.6 怎樣防止鐵生銹2. 鍍上其他金屬 , 如鍍錫或鉻等

「罐頭」是由鍍錫鐵製造。

鍍鉻的浴室水龍頭。

11.6 怎樣防止鐵生銹3.犧牲性保護

由鍍鋅鐵製造的水桶。

把鐵與一較活潑的金屬相連接，因而防止鐵生成 Fe2+(aq) 離子，從而防銹。

11.6 怎樣防止鐵生銹3.犧牲性保護 破損部位 鋅表層

氧與鋅反應， 鐵不會腐蝕

鐵

鋅塊

11.6 怎樣防止鐵生銹4. 使用鐵合金

用不銹鋼製造的器具。

11.7 如何選擇適當的防銹方法 ?如何決擇選用哪種防銹方法 ?

準則 選擇

油漆油漆 包上包上塑料塑料

鍍錫鍍錫 鍍鋅鍍鋅 鍍鉻鍍鉻 不銹鋼不銹鋼

可維持時間

使用地點

用途

外觀因素

價格

訂立準則，按優次評分

決策

11.8 鋁的抗腐蝕能力

鋁表層與空氣中 的氧反應

薄薄的氧化鋁保護層避免鋁與空氣 (氧 )接觸

鋁 鋁

鋁在活性序的位置較鐵要高，為何鋁要較鋁在活性序的位置較鐵要高，為何鋁要較鐵能抗氧化的能力更佳？鐵能抗氧化的能力更佳？

透過鋁的陽極電鍍從而增加氧化鋁的厚度，透過鋁的陽極電鍍從而增加氧化鋁的厚度，使鋁的表面受到更多保護。使鋁的表面受到更多保護。