铁生锈是一种现象,在化学上是铁原子与氧气发生化学反应生成三氧化二铁。而这个化学反应里面必须有两样化学物质,即铁原子和氧气。现在再来说你提到的两种环境,一种是铁钉在潮湿的空气中,铁原子可以与潮湿空气中高浓度的氧气行成前面说的化学反应,而另一种是铁钉在盐酸中,铁原子与盐酸中微弱的溶解氧根本不足以行成前面提到的氧化反应,而且铁原子在盐酸中也会因为化学活性的关系优先与盐酸发生置换反应,生成氯化亚铁,置换出氢气。
潮湿的空气中含有多种酸性和碱性腐蚀物质,稀盐酸是单一腐蚀物,会与铁反应生成盐酸亚铁,盐酸亚铁就相当于单质铁的保护膜,会阻止铁进一步与盐酸发生反应。
铁生锈主要是跟氧气发生氧化发反,而铁浸在稀盐酸中,而减少了氧气的接触,从而减慢反应速率,而潮湿的空气更容易使铁发生氧化反应
其实您需要首先了解生锈的本质是什么。从化学的角度来说生锈就是指金属在空气等环境中与水,二氧化碳,氧气等发生一系列的化学反应,被氧化成高价态的化合物,进而引起腐蚀的这个过程。在潮湿的空气中,尤其是当温度,湿度和酸碱度条件处于比较合适的状态的时候,铁会发生相应的析氢腐蚀或者是吸氧腐蚀,也就是铁会被氧化成正二和正三价的化合态,最终产生水合的三氧化二铁就是铁锈。
如果对于生锈的定义就是产生铁锈的话,铁在稀盐酸中,是难以产生水合的三氧化二铁的,尤其是当pH比较低的时候铁钉会发生析氢溶解。所以铁在稀盐酸中只能算作一般的化学腐蚀,而不能称作生锈。
而如果把生锈的定义定义为一般意义的化学腐蚀,那么不妨考虑一种极端的情况来解释这个问题。假设盐酸的浓度较稀,不足以构成强的电解质导电性溶液,不会助推铁钉的电化学腐蚀,又由于铁的电极电势相对较高,与水中的质子反应极慢,那么水在稀盐酸中的腐蚀的速率就是相当的微小的。同时弱酸性的条件对形成的三价铁离子有抑制沉淀的作用,因此相较于空气中被氧气氧化,稀盐酸中因为隔绝了氧气而生锈较慢。
铁和氧气+水反应生成氧化铁,所以比在盐酸盐更易生锈。
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