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
参考资料:http://baike.baidu.com/view/36887.htm
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