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温度对湿腐蚀速率有什么影响?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2021-01-05 08:52:11

我认为这个问题与铁在水中的氧化有关,否则通常被称为生锈。总体方程为:

4Fe + 3O2 + 6H2O→4Fe(OH)


然后氢氧化铁转化成三氧化二铁。水,干燥时生锈的化学式。

就像最平衡的化学方程式一样,当你看到从左到右驱动反应的不同化学物质的数量时,它暗示了几个中间过程的总和。

在生锈过程中,中间步骤可以用离子过程来描述,这是由微量铁溶解到提供质子和氢氧离子的水中所引发的,包括:

Fe2+ + 2OH-→Fe(OH)2,亚铁离子特征的绿色溶液。

2Fe2+ + 4H+ + O2→2Fe3+ + 2H2O,是一种棕色的铁离子。

Fe3+ + 3OH-→Fe(OH)3,最后,在干燥过程中产生水合氧化物,即我们所称的铁锈:

2Fe(OH)3→2H2O + Fe2O3.H2O


其它相关形式的锈蚀由通用公式Fe2O3来鉴别。nH2O,包括FeO(OH)都与三价态的Fe有关。

您问题的答案需要确定控制整个过程的最慢步骤;换句话说,确定生锈过程的速率决定步骤(rds)。

生锈既包括并行步骤,也包括顺序步骤。一个需要强调的是,传质引起了通过形成保护涂层来抑制一个步骤。简单地将Arrhenius方程应用于rds是一种过于简化的方法,当应用于上述最慢的离子过程时,很可能产生误导性的结果。

如果溶液中的固体(铁及其氧化产物)、离子(Fe2+和Fe3+)和受控氧的混合物不断搅拌,那么在这个理想的实验室实验中,阿伦尼乌斯方程可能用于预测不同温度下的生锈速率。因此,对于rds,速率常数k为:

k = Ae ^ (- e / RT)


其中A是指数前常数,E是最慢步骤的活化能,R是气体常数T是开尔文温度。

根据经验法则,温度每升高10度反应速率就会增加一倍。在现实世界中,在实验室研究所需的模型系统之外,rds很可能会随着温度的升高和固体沉积物的堆积而发生变化,因此在假设特定的rds的简单计算中会出现严重的不稳定。

我确信关于生锈的rds的阿伦尼乌斯方程的参数在文献中存在。但它们只适用于实验室研究的模型系统。

不受控制的现实情况的复杂性,使其不可能精确地量化随温度升高而生锈的速度,这一现象也将取决于pH值,因此,受水/大气中微量溶解二氧化碳的影响。
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