李铁：“铁子”是如何生锈的铁生锈的原理是什么-

六八 2024年06月04日 22:52 54 0

铁锈怎么形成的

铁锈　　要是你把一块铁在潮湿的地方放置一段时间，在它上面会形成一层铁锈，就像有人在它上面刷了一层微红色的漆。　　那么，铁锈究竟是什么？又是为什么钢和铁会生锈？锈乃是铁的氧化物，当铁和溶解在水里的氧化合时就形成了锈。这就意味着如果空气中不含有水蒸汽，或根本不存在水，或者水中没有溶解氧，铁锈就不会形成。　　当一滴雨水落到一块光亮的铁的表面时，短时间内水滴保持着清洁。然而过了不久以后，铁和水中的氧开始化合，形成氧化铁，即铁锈。水滴将变成微红色，铁锈则悬浮在水中。当水滴蒸发的时候，铁锈留在表面上，形成了微红色的锈层。　　铁锈一旦形成，即使在干燥的空气中也会扩展。这是因为粗糙的铁锈容易使空气中的水蒸汽冷凝下来，它吸收水蒸汽并储存它，这就是为什么预防铁生锈要比防止生锈处扩张容易得多的原因。　　由于钢和铁制的物品经常需要长时间储存，所以防止生锈成了一个重要的问题。有时，人们不得不在这些物品上刷上油漆或粘上塑料薄膜以防止其生锈。可是，如果必须保持停役的战舰内部不生锈又该怎么办呢？一些国家的有关部门用除湿器解决了这个问题。确切地说，这些机器能够把船舱内的湿空气排去，并用干空气代替它，这样铁就不会生锈了。　　普通钢铁制品在潮湿的空气中，渐渐变色，并在表面生成一种红褐色的物质，这种现象叫做钢铁的生锈。其实质是铁和空气中所氧气、水蒸气等起作用，生成铁的多种氧化物的水合物。铁锈的成分比较复杂，通常简略用Fe2O3·xH2O表示。铁锈是一种松脆多孔的物质，它不能保护里层的铁不被锈蚀，因此时间久了，钢铁制品就可能锈蚀成一堆无用的废品。尤其严重的是，钢铁在含有酸气、氯气的水蒸气中，或接触电解质溶液时，锈蚀得特别快。据统计，每所世界上都有几千万吨钢铁变成了铁锈，而钢铁制品遭破坏而引起的停工减产、产品质量下降、环境污染、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失是无法估量的。因此，钢铁的防锈具有重要的经济意义和社会意义。　　其实，主要的钢铁的腐蚀是电化学腐蚀　　钢铁在潮湿空气里，其表面因吸附作用而覆盖一层极薄的水膜、水微弱电离产生少量H+和OH-，同时由于空气中CO2的溶解，水里H+增多　　H2O+CO2H2CO3H++HCO3- 　　这样表面就形成了一层电解质溶液薄膜，它跟钢铁里的铁和杂质或碳就形成了无数微小原电池。其中铁为负极，碳为正极，发生原电池反应：　　(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H++2e=2H 　　2H=H2↑ 　　随着H+浓度的降低，水的电离平衡向右移，OH-浓度逐渐增大，则OH-与Fe2+结合生成Fe(OH)2。　　Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓ Fe(OH)2被空气中氧所氧化生成氢氧化铁4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3↓这样钢铁表面即产生了铁锈。上述这种腐蚀过程中有氢气放出，叫做析氢腐蚀。　　析氢腐蚀是在较强的酸性介质中发生的，如果钢铁表面形成的电解质薄膜，呈很弱的酸性或中性时，负极仍是铁被氧化成Fe2+，而在正极的主要反应则是水膜里溶解的氧气得电子被还原：(-)Fe-2e=Fe2+ (+)2H2O+O2+4e=4OH-这种由于空气里氧气的溶解促使钢铁的腐蚀，叫做吸氧腐蚀。实际钢铁等金属的腐蚀主要是这种吸氧腐蚀。　　中药铁锈：　　【铁锈的功效介绍】：　　铁锈 (《本草拾遗》) 　　【异名】铁衣(《普济方》)，铁线粉(《养生经验合集》)。　　【来源】为铁露置空气中氧化后生成的红褐色锈衣。　　【炮制】《日华子本草》：煅后飞，淘去粗赤汁，烘干用。　　【性味】①《本草经疏》：味辛苦，气寒。　　②《本经逢原》：辛，寒，无毒。　　【归经】《本草经解》：入手太阴肺、足阳明胃。　　【功用主治-铁锈的功效】清热解毒，镇心平肝。　　治疗疮肿毒，口疮，重舌，疥癣，烫伤，毒虫螫伤，痫病。　　①《本草拾遗》：主恶疮疥癣，和油涂之。　　蜘蛛虫等咬，和蒜磨敷之。　　②《日华子本草》：治痫疾，镇心，安五脏。　　能黑鬓发。　　③陶华：铁锈水和药服，性沉重，最能坠热开结。　　④《纲目》：平肝坠热，消疮肿，口舌疮。　　醋磨涂蜈蚣咬。　　⑤《本草汇言》：解疔毒，消恶疮，退风癣，散脚气壅肿。　　《嘉佑方》治伤寒热实结胸，磨水入承气汤服之。　　④《本经逢原》：妇人产后阴挺不收，和冰片研水服之。　　蠼螋、蜈蚣咬，和蒜涂之。　　⑦《医林纂要》：补心宁神，解毒除热。　　朽铁上赤衣，涂漆疮。　　【用法与用量】外用：研末撒或调敷，内服：研末水调。　　【选方】①治疔疮：用多年墙内或泥土中锈钉，洗净，以灰火内煅，入醋内淬，待冷，用刀刮钉锈，又于火内煅红入醋淬，仍前刮末，再三如此煅淬，刮末用纱帛细罗包裹。　　遇人有此证，略将疮口拨开，挑药末在内，不以是为膏。　　(《普济方》) ②治疔肿：铁衣末，以人乳和敷之。　　(《普济方》) ③治脚腿红肿，热如火炙，俗名赤游风：铁锈水涂解之。　　(《圣济方》) ④治重舌肿胀：铁锈锁烧红，打下锈，研末，水调二钱噙咽。　　(《生生编》) ⑤治汤火伤疮：青竹烧油，同铁锈搽之。　　(《积德堂经验方》) ⑥治风瘙瘾疹：铁锈磨水涂之。　　(《濒湖集简方》) ⑦治内热遗精：铁锈末，冷水服一钱，三服止。　　(《活人心统》) 　　【名家论述】《本草经疏》：铁锈，其味辛苦，气寒。　　恶疮疥癣，湿热所生；蜘蛛虫咬，毒气伤血，辛苦能除湿热，寒能解热毒气，故主之也。　　又秘法，取露天入土者，研极细，同蟾酥、脑、麝，以金针刺入疔疮中，令至根，然后以药塞入，能拔疔根。　　去除铁锈加适量的盐酸，铁锈是红色粉末状物质（Fe2O3）三氧化二铁　　加适量的盐酸反应，生成氯化铁和水

铁锈的主要成分是什么？

普通钢铁制品在潮湿的空气中，渐渐变色，并在表面生成一种红褐色的物质，这种现象叫做钢铁的生锈。其实质是铁和空气中所氧气、水蒸气等起作用，生成铁的多种氧化物的水合物。铁锈的成分比较复杂，通常简略用Fe2O3·xH2O表示。所以铁锈可以说是混合物。（氧化铁和四氧化三铁的混合物）↑正解。补充部分细节：普通钢铁制品中一般含有碳等杂质，在水蒸气等作用下在表面形成电解质溶液组成原电池，其中铁是负极，加速了铁的腐蚀。一般（pH>4.5）发生的是吸氧腐蚀：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2，但实际上暴露在空气中Fe(OH)2边生成边被氧化，所以生成的是Fe(OH)3：4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3。Fe(OH)3在空气中进一步部分脱水形成疏松的Fe2O3·xH2O（x取值是任意正实数，一般不会超过1），这就是铁锈的主要成分。