氯離子為什么促進(jìn)金屬與酸的反應(yīng)

發(fā)布時間： 2016-05-30　　點擊次數(shù)： 3262次

氯離子為什么促進(jìn)金屬與酸的反應(yīng)

1、Cl-對金屬腐蝕的影響表現(xiàn)在兩個方面：
一是降低材質(zhì)表面鈍化膜形成的可能或加速鈍化膜的破壞,從而促進(jìn)局部腐蝕；另一方面使得H2S、CO2在水溶液中的溶解度降低,從而緩解材質(zhì)的腐蝕.
Cl-具有離子半徑小、穿透能力強(qiáng),并且能夠被金屬表面較強(qiáng)吸附的特點.Cl-濃度越高,水溶液的導(dǎo)電性就越強(qiáng),電解質(zhì)的電阻就越低,Cl-就越容易到達(dá)金屬表面,加快局部腐蝕的進(jìn)程；酸性環(huán)境中Cl-的存在會在金屬表面形成氯化物鹽層,并替代具有保護(hù)性能的FeCO3膜,從而導(dǎo)致高的點蝕率.腐蝕過程中,Clˉ不僅在點蝕坑內(nèi)富積,而且還會在未產(chǎn)生點蝕坑的區(qū)域處富積,這可能是點蝕坑形成的前期過程.它反映出基體鐵與腐蝕產(chǎn)物膜的界面處的雙電層結(jié)構(gòu)容易優(yōu)先吸附Clˉ,使得界面處Clˉ濃度升高.在部分區(qū)域,Clˉ會積聚成核,導(dǎo)致該區(qū)域陽極溶解加速.這樣金屬基體會被向下深挖腐蝕,形成點蝕坑陽極金屬的溶解,會加速Clˉ透過腐蝕產(chǎn)物膜擴(kuò)散到點蝕坑內(nèi),使點蝕坑內(nèi)的Clˉ濃度進(jìn)一步增加,這一過程是屬于Clˉ的催化機(jī)制,當(dāng)Clˉ濃度超過一定的臨界值之后,陽極金屬將一直處在活化狀態(tài)而不會鈍化.因此,在Clˉ的催化作用下,點蝕坑會不斷擴(kuò)大、加深.盡管溶液中的Na+含量較高,但是對腐蝕產(chǎn)物膜能譜分析卻未發(fā)現(xiàn)Na元素的存在,說明腐蝕產(chǎn)物膜對陽離子向金屬方向的擴(kuò)散具有一定的擬制作用；而陰離子則比較容易的穿過腐蝕產(chǎn)物膜到達(dá)基體與膜的界面.這說明腐蝕產(chǎn)物膜具有離子選擇性,導(dǎo)致界面處陰離子濃度升高.
2、氯離子對奧氏體不銹鋼的腐蝕主要使點蝕.
機(jī)理：氯離子容易吸附在鈍化膜上,把氧原子擠掉,然后和鈍化膜中的陽離子結(jié)合形成可溶性氯化物,結(jié)果在露出來的機(jī)體金屬上腐蝕了一個小坑.這些小坑被成為點蝕核.這些氯化物容易水解,使小坑能溶液PH值下降,使溶液成酸性,溶解了一部分氧化膜,造成多余的金屬離子,為了平很腐蝕坑內(nèi)的電中性,外部的Cl-離子不斷向空內(nèi)遷移,使空內(nèi)金屬又進(jìn)一步水解.如此循環(huán),奧氏體不銹鋼不斷的腐蝕,越來越快,并且向孔的深度方向發(fā)展,直至形成穿孔.
3、Cl-對縫隙腐蝕具有催化作用.
腐蝕開始時,鐵在陽極失去電子.隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,鐵不斷的失去電子,縫隙內(nèi)Fe2+大量的聚積,縫隙外的氧不易進(jìn)入,遷移性強(qiáng)的Cl-即進(jìn)入縫隙內(nèi)與Fe2+形成高濃度、高導(dǎo)電的FeCl2,FeCl2水解產(chǎn)生H+,使縫隙內(nèi)的pH值下降到3～4,從而加劇腐蝕.

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