为什么铁会生锈 [复制链接]

铁是一种常见的金属，广泛用于制造各种工具、机器、建筑和交通工具。但是，铁也有一个缺点，就是容易生锈。铁生锈会导致表面变色、变脆、变形，甚至完全腐蚀，失去原有的功能和价值。那么，铁为什么会生锈呢？生锈的过程是怎样的呢？我们又该如何防止铁生锈呢？

铁生锈的原因很复杂，其主要原因是铁和空气中的氧气、水蒸汽、二氧化碳等发生化学反应的过程（缓慢氧化）。反应过程相当复杂，最终生成物铁锈（主要成分是Fe2O·xH2O）是一种混合物。其化学反应方程式大致如下：

4Fe+O2+XH2O==2Fe2O·XH2O

这个反应需要三个条件：氧气、阳极和电解质。阳极就是铁本身，电解质是水或者空气中的水蒸气，而氧气则是空气中所含的氧气。这三个条件成立，则会开始发生“生锈”这一氧化还原反应。电解质（这里是水或水蒸气）相当于运送电子的一个池子，电子从铁的表面溢出，通过电解质“游”到氧气中。氧气的氧原子得到这些电子，变成氧离子。这一过程便发生了氧化还原反应，实际上电池也是应用的这个原理。

在生锈后，铁表面会出现一些暗红色的铁锈，它是氧化反应的产物，它的实际组成比较复杂，但我们通常以其中占大部分的成分“氧化铁”为主，它的化学式为Fe2O，实际上，它是一种和“水”结合起来的产物，我们通常用Fe2O·nH2O表示。

铁锈是一种棕红色的物质，它不像铁那么坚硬，疏松多孔，很容易脱落，不能阻碍内层的铁继续与氧气、水等反应，因此钢铁制品可以全部锈蚀。一块铁完全生锈后，体积可胀大8倍。如果铁锈不除去，这海绵状的铁锈特别容易吸收水分，铁也就烂得更快了。一旦生锈还会继续生锈，天长日久，就会锈成一堆废品。据有关资料介绍，全世界每年生产的钢铁，大约有1/4损失在腐蚀生锈的变化中。

要除去铁锈，可以利用各种工具把它铲掉，也可以泡在酸性的溶液中把它溶解掉。在去掉铁锈以后，一定要对铁器表面进行处理，现在一般防锈的方法，就是使铁器和空气、水分隔绝。具体做法有：

在铁器的表面上涂上一层铅丹，再涂上油漆；或涂上一层油脂或油漆、喷塑、浸塑等；

在铁器表面上镀上其他不容易生锈的金属，作为覆盖保护膜；镀银、镀锌、镀镍、镀铬、镀锡等。

更彻底的办法，改变钢铁成分，就是给铁加入一些其他金属，制成不锈的合金。我们熟悉的不锈钢，就是在钢冶炼时加入17～22%的镍和铬元素而制成的合金，最后成为不锈钢。不锈钢的不锈性和耐腐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。

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