1、究竟是金属在空气中自己发生钝化,还是金属在浓H2SO4中发生钝化?

题目

1、究竟是金属在空气中自己发生钝化,还是金属在浓H2SO4中发生钝化?
2、哪些金属可被钝化?

答案

空气中是缓慢氧化,钝化是指在浓酸中剧烈氧化而形成致密的保护膜阻止其继续反应例如,常温时铁、铝等金属在浓硝酸里可产生钝化现象.此问题通常有两种理论来解释：一种是吸附理论.认为金属的钝化是由于金属在硝酸中表面形成了由氧气分子以及OH-、O2-离子等组成的氧吸附层,氧吸附层导致金属钝化有四种可能：(1)氧吸附层增加了金属氧化的超电势,从而使金属氧化的难度增大；(2)认为金属表面原子的未饱和键在吸附了氧以后达到饱和,因此金属表面失去了活性；(3)认为氧吸附层排挤了金属表面本来接触的其他化学介质；(4)认为吸附在金属表面的氧原子被金属表面的电子诱导成氧偶极子,正的一端在金属表面,负的一端向着溶液,从而形成了一个双电层,阻滞了金属的氧化.
另一种是薄膜理论.认为金属在浓HNO3中当金属离子的浓度超过了金属氢氧化物的溶度积时,金属表面就形成了一层氢氧化物的膜状沉淀,它中止了金属与浓硝酸的进一步反应.而偏光分析的结果表明,铁在浓硝酸中钝化的原因是由于铁的表面形成了一层2.3.0 nm的γ-Fe2O3薄膜,这层薄膜中止了铁与浓HNO3的进一步反应.铝在浓HNO3中也同样发生钝化,经分析铝的钝化膜是一层无孔的γ-Al2O3,上面还覆盖着一层多孔的Al2O3·3H2O,所以在浓HNO3中铝的稳定性优于铁（在储运浓HNO3时,人们常采用铝制容器而不采用铁制容器）.
值得多说的是：钝化了的铁、铝等金属具有较高的稳定性,例如铁在浓硝酸中钝化后,改放到稀HNO3里就不再被硝酸氧化；将钝化了的铁投入到CuSO4溶液中也置换不出铜.