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哪些金属会钝化，哪一个是金属的钝化( 三 )

小知识


吸附理论认为 ， 金属表面并不需要形成固态产物膜才钝化 ， 而只要表面或部分表面形成一层氧或含氧粒子（如O2-或OH-）的吸附层也就足以引起钝化了 。 这吸附层虽只有单分子层厚薄 ， 但由于氧在金属表面上的吸附 ， 改变了金属与溶液的界面结构 ， 使电极反应的活化能升高 ， 金属表面反应能力下降而钝化 。 此理论主要实验依据是测量界面电容和使某些金属钝化所需电量 。 实验结果表明 ， 不需形成成相膜也可使一些金属钝化 。
两种钝化理论都能较好地解释部分实验事实 ， 但又都有成功和不足之处 。 金属钝化膜确具有成相膜结构 ， 但同时也存在着单分子层的吸附性膜 。 目前尚不清楚在什么条件下形成成相膜 ， 在什么条件下形成吸附膜 。 两种理论相互结合还缺乏直接的实验证据 ， 因而钝化理论还有待深入地研究 。
会发钝化的金属有哪些? 我们知道 ， 铁、铝在稀HNO3或稀H2SO4中能很快溶解 ， 但在浓HNO3或浓H2SO4中溶解现象几乎完全停止了 ， 碳钢通常很容易生锈 ， 若在钢中加入适量的Ni、Cr ， 就成为不锈钢了 。 金属或合金受一些因素影响 ， 化学稳定性明显增强的现象 ， 称为钝化 。 由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象 ， 称为化学钝化 。 如浓HNO3、浓H2SO4、HClO3、K2Cr2O7、KMnO4等氧化剂都可使金属钝化 。 金属钝化后 ， 其电极电势向正方向移动 ， 使其失去了原有的特性 ， 如钝化了的铁在铜盐中不能将铜置换出 。 此外 ， 用电化学方法也可使金属钝化 ， 如将Fe置于H2SO4溶液中作为阳极 ， 用外加电流使阳极极化 ， 采用一定仪器使铁电位升高一定程度 ， Fe就钝化了 。 由阳极极化引起的金属钝化现象 ， 叫阳极钝化或电化学钝化 。
金属处于钝化状态能保护金属防止腐蚀 ， 但有时为了保证金属能正常参与反应而溶解 ， 又必须防止钝化 ， 如电镀和化学电源等 。
金属是如何钝化的呢？其钝化机理是怎样的？首先要清楚 ， 钝化现象是金属相和溶液相所引起的 ， 还是由界面现象所引起的 。 有人曾研究过机械性刮磨对处在钝化状态的金属的影响 。 实验表明 ， 测量时不断刮磨金属表面 ， 则金属的电势剧烈向负方向移动 ， 也就是修整金属表面可引起处在钝态金属的活化 。 即证明钝化现象是一种界面现象 。 它是在一定条件下 ， 金属与介质相互接触的界面上发生变化的 。 电化学钝化是阳极极化时 ， 金属的电位发生变化而在电极表面上形成金属氧化物或盐类 。 这些物质紧密地覆盖在金属表面上成为钝化膜而导致金属钝化 ， 化学钝化则是像浓HNO3等氧化剂直接对金属的作用而在表面形成氧化膜 ， 或加入易钝化的金属如Cr、Ni等而引起的 。 化学钝化时 ， 加入的氧化剂浓度还不应小于某一临界值 ， 不然不但不会导致钝态 ， 反将引起金属更快的溶解 。
金属表面的钝化膜是什么结构 ， 是独立相膜还是吸附性膜呢？目前主要有两种学说 ， 即成相膜理论和吸附理论 。 成相膜理论认为 ， 当金属溶解时 ， 处在钝化条件下 ， 在表面生成紧密的、覆盖性良好的固态物质 ， 这种物质形成独立的相 ， 称为钝化膜或称成相膜 ， 此膜将金属表面和溶液机械地隔离开 ， 使金属的溶解速度大大降低 ， 而呈钝态 。 实验证据是在某些钝化的金属表面上 ， 可看到成相膜的存在 ， 并能测其厚度和组成 。 如采用某种能够溶解金属而与氧化膜不起作用的试剂 ， 小心地溶解除去膜下的金属 ， 就可分离出能看见的钝化膜 ， 钝化膜是怎样形
成的？当金属阳极溶解时 ， 其周围附近的溶液层成分发生了变化 。 一方面 ， 溶解下来的金属离子因扩散速度不够快（溶解速度快）而有所积累 。 另一方面 ， 界面层中的氢离子也要向阴极迁移 ， 溶液中的负离子（包括OH-）向阳极迁移 。 结果 ， 阳极附近有OH-离子和其他负离子富集 。 随着电解反应的延续 ， 处于紧邻阳极界

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