電化學腐蝕與化學腐蝕的區別（三）
化學腐蝕和電化學腐蝕的區別
根據腐蝕的作用原理，可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。兩者的區別是當電化學腐蝕發生時，金屬表面存在隔離的陰極與陽極，有微小的電流存在于兩極之間，單純的化學腐蝕則不形成微電池。過去認為，高溫氣體腐蝕（如高溫氧化）屬于化學腐蝕，但近代概念指出在高溫腐蝕中也存在隔離的陽極和陰極區，也有電子和離子的流動。據此，出現了另一種分類：干腐蝕和濕腐蝕。濕腐蝕是指金屬在水溶液中的腐蝕，是典型的電化學腐蝕，干腐蝕則是指在干氣體（通常是在高溫）或非水溶液中的腐蝕。單純的物理腐蝕，對于金屬很少見，對于非金屬，則多半產生單純的化學或物理腐蝕，有時兩種作用同時發生。
電化學腐蝕
金屬腐蝕是一個亟待解決的問題，每年由于金屬的腐蝕所引起的損失是巨大的。工人辛辛苦苦地把鐵礦石煤煉成鐵和鋼，可是這些鋼鐵卻天天在遭受腐蝕，又變成了鐵礦石的兄弟——氧化鐵。所以，弄懂腐蝕的原因和找出防腐的方法，不論在理論上和實用上，都有很大的意義。這里介紹的是由電化學反應引起的腐蝕現象。
把兩枚鐵釘浸泡在濃鹽酸中，浸泡的時間最好長一些（一天左右），以除去鍍在鐵釘表面的鋅或舊鐵釘上的鐵銹。然后用水洗去鐵釘上的鹽酸，晾干。把純鋅片（可將廢干電池的外皮洗凈，用砂紙擦亮后，剪成狹長的鋅片）繞在第一枚鐵釘的中部，鋅片要繞得緊密些，盡量減少鋅片之間的縫隙。
將銅絲（或用刮去漆皮的漆包線）繞在第二枚鐵釘的中部，也要繞得緊密。
將細鐵絲浸泡在6M鹽酸中，以除去鍍在表面的鋅。然后用水洗凈、晾干，把它繞在一長條鋅片的中部。再把另一段處理好的細鐵絲繞在一段粗銅絲（或用粗的漆包線，刮去漆皮）上。
上面這些材料準備好以后，在試管架上放四支試管，再在這些鐵釘、鋅片銅絲上系好棉線，并把它們懸掛在四支試管中，使它們的位置正好在試管的中部，但應注意不要讓鐵釘、鋅片和銅絲與試管內壁接觸，而要懸空地掛在試管中。
在燒杯中加100毫升蒸餾水和0.7克瓊脂，加熱使瓊脂全部溶解。稍冷，再往瓊脂溶液中加入2毫升酚酞指示劑，攪拌均勻。等瓊脂溶液變成溫熱，但還沒有結凍以前，把瓊脂溶液變成溫熱，但還沒有結凍以前，把瓊脂溶液倒入四支試管中，一直倒滿為止。瓊脂溶液凝固后，?鐵釘、鋅片和銅絲就被固定在膠凍中。這時還須注意，不能讓膠凍中留有氣泡。?
不久，四支試管中的金屬和瓊脂膠凍發生了變化。在第一支試管中，鐵釘中部繞了鋅片，可以看到鋅片上生成了沉淀，這是因為鋅被腐蝕了：
Zn=Zn2++2e?
生成的Zn2+與膠凍中的鐵氰化鉀作用生成了白色的鐵氰化鋅沉淀：
Zn2++2K3［Fe(CN)6］=Zn3［Fe(CN)6］2+6K+
而鐵釘依然保持不變，只是它的周圍的膠凍變成粉紅色了。
為什么會發生這一變化呢？原來鋅片繞在鐵釘上后，鋅與鐵就組成了一個原電池，鋅是負極，鐵是正極。負極上發生以下反應：
Zn=Zn2++2e
正極上則析出氫氣：
2H+2e=H2
由于氫氣的析出，使正極周圍的氫離子濃度減少，氫氧根離子濃度就相對地增多，于是正極（鐵）周圍的膠凍顯堿性，所以酚酞就顯粉紅色。
在第二支試管中，鐵釘中部繞了銅絲。銅絲周圍出現粉紅色。鐵釘上（特別是鐵釘的兩端）出現藍色沉淀。這是因為鐵與銅接觸也組成了一個原電池。但鐵是負極，銅是正極，因此鐵就被腐蝕。負極的反應是：
Fe=Fe2++2e
Fe2+又與膠凍中的鐵氰化鉀生成深藍色的滕氏藍沉淀（Fe3［FeCN6］2）:
3Fe2++2K3Fe(CN)6=Fe3［Fe(CN)6］2+6K+
正極（銅）上則生成氫氣：
2H++2e=H2?
和上面的實驗一樣，銅絲周圍的氫氧根離子的濃度大于氫離子濃度于是膠凍中的酚酞出現粉紅色。
在第三支試管中，鋅片中部繞了鐵絲，鋅與鐵組成原電池。鋅是負極，鐵是正極，因此，鋅片上生成白色沉淀，鐵絲周圍變成粉紅色。
在第四支試管中，銅絲中部繞了鐵絲，鐵是負極，銅是正極，鐵絲上生成滕氏藍，銅絲周圍出現粉紅色。
最后還可以看到膠凍中出現氣泡，說明在金屬腐蝕過程中確實有氫氣生成。
通過以上四個實驗，可以使你了解到，金屬腐蝕的原因之一是，當金屬中存在雜質的時候，兩種金屬就組成了原電池，引起了電化腐蝕。
如果雜質金屬比鐵活潑，那么雜質先被腐蝕。如果鐵比雜質金屬活潑，那么鐵就被腐蝕了。當你細心地觀察日常生活中發生的現象，你就會找到這些電化腐蝕的例子。
白鐵是把鋅鍍在鐵片上制成的，它可以做煙筒、鐵盆、水壺等。鋅鍍在鐵片上起了保護鐵的作用，這是因為鋅不僅使鐵與空氣（氧氣和潮氣）隔絕，而且即使白鐵遭到破壞，也是鋅先被腐蝕掉。
現在你了解了電化腐蝕的道理，你就會知道千萬不要讓鐵與銅或銀等不活潑金屬接觸，否則鐵會很快被腐蝕。
另外，用來制作罐頭盒的馬口鐵是把錫鍍在鐵的外面，由于錫比較穩定，所以鍍在鐵上以后，可以防止鐵被腐蝕。但是，如果錫的鍍層有了裂口，那么罐頭盒反而壞得更快了。原因很簡單，因為錫不如鐵活潑，它們組成的原電池中，鐵是負極，錫是正極，當然是鐵先被腐蝕。這樣一來，錫不但不起保護作用，反而使鐵爛得更快了。
參比電極
測量各種電極電勢時作為參照比較的電極。將被測定的電極與精確已知電極電勢數值的參比電極構成電池，測定電池電動勢數值，就可計算出被測定電極的電極電勢。參比電極必須是電極反應為單一的可逆反應，電極電勢穩定和重現性好。通常多用微溶鹽電極作為參比電極，氫電極只是一個理想的但不易于實現的參比電極。常用參比電極列表如下。
1.?研究電極：研究電極也叫工作電極或試驗電極，該電極上所發生的電極過程就是我們的研究對象。因此要求研究電極具有重現的表面性質，如電極的組成和電極的表面狀態。作為電化學研究用得較廣的研究電極有固體金屬電極和液體金屬電極。
2.?輔助電極：輔助電極也叫對電極，它只用來通過電流以實現研究電極的極化。研究陰極過程時，輔助電極作陽極，而研究陽極過程時，輔助電極作陰極。輔助電極的面積一般比研究電極大，這樣就降低了輔助電極上的電流密度，使其在測量過程中基本上不被極化，因而常用鉑黑電極作輔助電極。有時為了測量簡便輔助電極也可以用于研究電極相同的金屬制作。如果輔助電極的產物對研究電極有影響，則可以在H型電解池中間用素燒瓷或微孔燒結玻璃板（D）把陰陽極區隔開（見圖2-3）。
3.?參比電極：參比電極是測量電極電位的比較標準，它在測量過程中具有已知且穩定的電極電位，因而用參比電極和待測電極組成測量電池，從測出測量電池的電動勢便可計算待測電極的電極電位。一般對參比電極性能的要求比較嚴格，參比電極是可逆電極，它的電位是平衡電位，符合Nernst電極電位公式，原則上將參比電極應是不極化電極，換言之當有電流流過時電極電位變化很微小。在使用中要求參比電極的穩定性和重現性要好，也就是說參比電極放置一定時間后其電極電位值應不改變，而且各次制作的參比電極的電位也應相同。參比電極的電位隨溫度變化要小，而且斷電后能很快地恢復到原先的電極電位，不發生滯后現象。最后，參比電極的制備、使用和維護要求方便。
