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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 电化学 » 腐蚀防护 » 电位在钝化膜形成中的作用？
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kokofam

银虫 (小有名气)

[求助] 电位在钝化膜形成中的作用？

为什么钝化膜的形成需要电位很高的条件？电位对钝化膜的形成有何关系？钝化原理主要是吸附膜和成相膜，而吸附膜和成相膜的形成过程中没有提到电位的条件啊？
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1楼 2012-10-09 22:35:36
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
857688363: 金币+2, 感谢应助 2012-10-14 09:24:22
对不溶性金属氧化膜的形成需要两个必要条件：来自金属溶解产生的金属离子和来自溶液中的O离子（H2O. OH-），当它们结合就形成膜附着在金属表面，这层膜的形成阻碍了金属离子向外迁移和溶液中O离子向膜里面迁移，使金属溶解速度降低，膜越致密，离子迁移越困难（迁移阻力越大），这时电流变得很小。当膜形成到一定厚度时，膜的形成和膜的溶解达到平衡，电极反应不能继续进行。欲使膜继续形成变厚，只要增加动力（即电压），在高的电压驱动下，金属离子和O离子才可能继续继续迁移相遇形成膜，这个过程很快又会达到平衡，膜的形成有停止。如果还需要使膜增厚，只要进一步提高电压。
  知道金属钝化膜的形成过程后，你就能理解为什么很多易形成氧化膜的金属具有防腐蚀能力了。
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Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
2楼2012-10-10 00:56:09
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kokofam

银虫 (小有名气)
引用回帖:
2楼: Originally posted by Jackcd12 at 2012-10-10 00:56:09
对不溶性金属氧化膜的形成需要两个必要条件：来自金属溶解产生的金属离子和来自溶液中的O离子（H2O. OH-），当它们结合就形成膜附着在金属表面，这层膜的形成阻碍了金属离子向外迁移和溶液中O离子向膜里面迁移，使金 ...

你的陈述：“欲使膜继续形成变厚，只要增加动力（即电压）……”此时已经形成了保护膜。你这样讲只是在强调电压的作用是使膜变得更厚吗？那么，反过来就是说没有电压，通过金属离子和阴离子通过静电力、扩散也会形成膜（不过比较薄）吗？这么说电位差并不是形成氧化膜必须的吗？只是形成厚的氧化膜必须的吗？
注：膜的形成是金属离子和阴离子结合形成难溶性物质。而二者的传质过程不仅仅只有电迁移……
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3楼2012-10-10 20:36:17
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

形成钝化膜的必要条件当然不是外加的电压大小，而是两元素的化学结合能（自由能的大小）和形成的膜的化学稳定性，很多金属在空气形成的难溶性氧化膜就属于这种情况。
  因为你提及到电位的问题，我才以阳极氧化膜的形成与电压的关系才说明钝化膜与电压的关系，这并没有强调钝化膜的形成必须要加电压的意思。
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Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
4楼2012-10-10 21:02:11
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kokofam

银虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by Jackcd12 at 2012-10-10 21:02:11
形成钝化膜的必要条件当然不是外加的电压大小，而是两元素的化学结合能（自由能的大小）和形成的膜的化学稳定性，很多金属在空气形成的难溶性氧化膜就属于这种情况。
  因为你提及到电位的问题，我才以阳极氧化膜的 ...

“形成钝化膜的必要条件当然不是外加的电压大小，而是两元素的化学结合能（自由能的大小）和形成的膜的化学稳定性，”
你的意思就是电位在钝化膜形成中不起作用？？
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5楼2012-10-13 11:11:37
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kokofam

银虫 (小有名气)
个人觉得：电位起到电迁移来传递反应离子的作用，有了电位就会加快反应离子的传输，促进钝化膜的生产，加快钝化膜形成速度。
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6楼2012-10-13 11:13:59
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huege

铁虫 (著名写手)
我似乎能理解二楼的说法。电位差的存在是钝化膜形成必要条件，金属必须处于高价态（失去电子，带上正电荷）才有可能跟体系中溶解氧之类的形成由金属氧化物构成的钝化膜；至于提升电压使膜增厚，更多可以理解为增大膜内外具有不同电荷的离子的吸引力（这里我理解为再致密的钝化膜也还是有孔隙的）；……有点乱，理不出头绪
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不懂
7楼2012-10-14 03:47:00
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huege

铁虫 (著名写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by kokofam at 2012-10-13 11:13:59
个人觉得：电位起到电迁移来传递反应离子的作用，有了电位就会加快反应离子的传输，促进钝化膜的生产，加快钝化膜形成速度。

即是电场力的作用？也就是提高他们见面的机会，至于能不能处成对象还考虑氧化剂（或许理解为加速剂，第三者）、大环境以及它们之间的彼此好感（例如滚床单的默契程度）……又乱了
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不懂
8楼2012-10-14 03:54:54
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tommy7749

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

1.没有“钝化膜的形成需要电位很高的条件”这种说法。通过做极化曲线，可以看到某些金属会钝化，但是钝化需要达到一定的电位条件，比如说0.5V~0.7V会钝化。到了这个电位范围，金属会钝化，这就是“电位与钝化膜形成”的关系。这个电位范围对于不同金属，在不同溶液中是不同的，所以不能说“需要很高的电位”。
2.金属在不同溶液中表现出的电位是不同的。比如，铁在自来水和在海水中表现出的自腐蚀电位就不同。当金属在某种溶液中表现出的电位在其钝化范围内的时候，金属就自钝化了，也就是说不用我们施加阳极极化电流，金属自己就钝化了。我们一般认为这种金属具有很强的耐蚀性。
3.吸附膜、成相膜等理论，解释的是钝化膜是如何形成的。某个金属在0.5V时按这个理论成膜，某个金属在-0.5V时按这个理论成膜。这种理论关心的是“膜是如何形成的”，而不是“电位与膜形成之间的关系”。比如，公交车开关门理论，研究的是如何开门、关门，原理是什么，怎么实现等等，而不是究竟在第几站开门，在第几站关门。
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9楼2012-10-15 11:06:03
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tommy7749

至尊木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

补充：任何电化学反应都是在一定电位条件下进行的。这个电位有时不需要我们从外部施加，金属在自然状态下自己就能满足。想想这一点，再看看2楼的回复，对你也许有帮助。
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10楼2012-10-15 11:11:55
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