作业帮镍在浓硫酸溶液中的钝化行为 的思考题的答案
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/24 11:30:23
镍在浓硫酸溶液中的钝化行为 的思考题的答案
金属钝化的机理
现在大都认为,金属钝化时由于金属和介质作用,生成一层极薄的肉眼所看不见的保护膜.这层膜是金属和氧的化合物.如：在有些情况下,铁氧化后生成结构复杂的氧化物,其组成为Fe3O4.钝化后的铁跟没有钝化的铁有不同的光电发射能力.经过测定,铁在浓硝酸中的金属氧化膜的厚度是3×10∧-9m～4×10∧-9m.这种膜将金属和介质完全隔绝,从而使金属变得稳定. 金属钝化是一种界面现象,它没有改变金属本体的性能,只是使金属表面在介质中的稳定性发生了变化.产生钝化的原因较为复杂,目前对其机理还存在着不同的看法,还没有一个完整的理论可以解释所有的钝化现象.下面扼要介绍目前认为能较满意地解释大部分实验事实的两种理论,即成相膜理论和吸附理论.
成相膜理论
这种理论认为,当金属阳极溶解时,可以在金属表面生成一层致密的、覆盖得很好的固体产物薄膜.这层产物膜构成独立的固相膜层,把金属表面与介质隔离开来,阻碍阳极过程的进行,导致金属溶解速度大大降低,使金属转入钝态.
吸附理论
吸附理论认为：金属钝化是由于表面生成氧或含氧粒子的吸附层,改变了金属／溶液界面的结构,并使阳极反应的活化能显著提高的缘故.即由于这些粒子的吸附,使金属表面的反应能力降低了,因而发生了钝化.
两种理论的比较
这两种钝化理论都能较好地解释大部分实验事实,然而无论哪一种理论都不能较全面、完整地解释各种钝化机理.这两种理论的相同之处是都认为由于在金属表面生成一层极薄的钝化膜阻碍了金属的溶解,至于对成膜的解释,却各不相同.吸附理论认为,只要形成单分子层的二维膜就能导致金属产生钝化,而成相膜理论认为,要使金属得到保护、不溶解,至少要形成几个分子层厚的三维膜,而最初形成的单分子吸附膜只能轻微降低金属的溶解,增厚的成相膜才能达到完全钝化.此外,两个理论的差异,还有吸附键和化学键之争.事实上金属在钝化过程中,在不同的条件下,吸附膜和成相膜可分别起主要作用.有人企图将这两种理论结合起来解释所有的金属钝化现象,认为含氧粒子的吸附是形成良好钝化膜的前提,可能先生成吸附膜,然后发展成成相膜.认为钝化的难易主要取决于吸附膜,而钝化状态的维持主要取决于成相膜.膜的生长也服从对数规律,吸附膜的控制因素是电子隧道效应,而成相膜的控制因素则是离子通过势垒的运动.
现在大都认为,金属钝化时由于金属和介质作用,生成一层极薄的肉眼所看不见的保护膜.这层膜是金属和氧的化合物.如：在有些情况下,铁氧化后生成结构复杂的氧化物,其组成为Fe3O4.钝化后的铁跟没有钝化的铁有不同的光电发射能力.经过测定,铁在浓硝酸中的金属氧化膜的厚度是3×10∧-9m～4×10∧-9m.这种膜将金属和介质完全隔绝,从而使金属变得稳定. 金属钝化是一种界面现象,它没有改变金属本体的性能,只是使金属表面在介质中的稳定性发生了变化.产生钝化的原因较为复杂,目前对其机理还存在着不同的看法,还没有一个完整的理论可以解释所有的钝化现象.下面扼要介绍目前认为能较满意地解释大部分实验事实的两种理论,即成相膜理论和吸附理论.
成相膜理论
这种理论认为,当金属阳极溶解时,可以在金属表面生成一层致密的、覆盖得很好的固体产物薄膜.这层产物膜构成独立的固相膜层,把金属表面与介质隔离开来,阻碍阳极过程的进行,导致金属溶解速度大大降低,使金属转入钝态.
吸附理论
吸附理论认为：金属钝化是由于表面生成氧或含氧粒子的吸附层,改变了金属／溶液界面的结构,并使阳极反应的活化能显著提高的缘故.即由于这些粒子的吸附,使金属表面的反应能力降低了,因而发生了钝化.
两种理论的比较
这两种钝化理论都能较好地解释大部分实验事实,然而无论哪一种理论都不能较全面、完整地解释各种钝化机理.这两种理论的相同之处是都认为由于在金属表面生成一层极薄的钝化膜阻碍了金属的溶解,至于对成膜的解释,却各不相同.吸附理论认为,只要形成单分子层的二维膜就能导致金属产生钝化,而成相膜理论认为,要使金属得到保护、不溶解,至少要形成几个分子层厚的三维膜,而最初形成的单分子吸附膜只能轻微降低金属的溶解,增厚的成相膜才能达到完全钝化.此外,两个理论的差异,还有吸附键和化学键之争.事实上金属在钝化过程中,在不同的条件下,吸附膜和成相膜可分别起主要作用.有人企图将这两种理论结合起来解释所有的金属钝化现象,认为含氧粒子的吸附是形成良好钝化膜的前提,可能先生成吸附膜,然后发展成成相膜.认为钝化的难易主要取决于吸附膜,而钝化状态的维持主要取决于成相膜.膜的生长也服从对数规律,吸附膜的控制因素是电子隧道效应,而成相膜的控制因素则是离子通过势垒的运动.
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