用锌防止金属腐蚀的原理是什么?
皮鞋的后跟是最容易磨损的,于是有人想到在后跟上钉了一块“鞋码”。这样“鞋码”就作了后跟的替死鬼,等鞋码磨损不能再用时,可以重新换上,于是皮鞋的寿命就大大延长了。
有趣的是,在金属的防蚀措施中,有时也使用类似钉鞋码这类玩意。比如江河中的闸门、钢壳海轮、锅炉等,因为经常与水接触,腐蚀的速度相当惊人,可是只要在闸门、船身、锅炉上钉上几块锌板,说来也奇怪,腐蚀就会转移到锌板上,使闸门、船身、锅炉的腐蚀显著减慢。当锌板被腐蚀后,可换上新的锌板,使闸门、船身能够延年益寿。
锌板究竟使用了什么法术,竟能使腐蚀这个“恶魔”放弃了闸门,而专门来对付自己呢?
钢铁和其他各种金属容易被腐蚀,并不是钢铁或其他金属的本性如此,而是因为钢铁或其他金属不纯所引起的。也就是说,这是杂质在里面捣的鬼。即使象铁这样容易遭到腐蚀的金属,如果将它提炼得十分纯净,也具有很强的抗蚀能力。遗憾的是,通常使用的金属器材,都难免含有许多杂质——主要是其他各种金属。
为什么一种金属中夹杂有其他金属时,腐蚀就会大大加速呢?原来各种金属的电势是有高低的,当两种不同的金属连在一起放在电解质溶液中时,两种金属就会组成一个小小的化学电池——原电池。电势较高的金属作为正电极,而电热较低的金属作为负电极。作负极的金属不断溶解到水中,并放出电子交给正极,因而有电流产生。由于作负极的金属不断溶解到水中去,结果就慢慢被腐蚀掉了,这个过程就是通常所说的金属电化腐蚀。
聪明的读者看到这里,也许已经注意到,在整个电化腐蚀中,真正遭到腐蚀的,其实只有作为负极的金属,而作正极的金属是并不被腐蚀的。不过,在一件金属器材中,不论作为负极的主要金属还是杂质,既然它们在一起,当它们遭到腐蚀时,对整个金属器材来说,都是腐蚀。
可是在闸门、船身等易于遭到电化腐蚀而又不宜用其他方法防蚀的金属上,钉上几块锌板以后,情况就大不相同了。因为锌的电势比铁、镍、锡、铅、铜、银、金等都低,因此当闸门或船身上钉了锌板后,闸门与船身上的各种金属就不再彼此组成原电池,而是争先恐后地都和电势更低的锌组成原电池,这时锌是负极,而铁和其他各种杂质金属都成了正极。前面说过,原电池中只有作负极的金属遭到腐蚀,这样一来,铁和其他的杂质就在锌板的“自我牺牲”下保全下来,闸门自然也就变得长寿了。