​我們日常的生産和生活離不開鋼鐵材料，但是世界上每年因鏽蝕而損失的鋼鐵數量十分巨大。因此，如何保護鋼鐵防止其鏽蝕意義重大。

鋼鐵鏽蝕原理是什麼？我們可以根據下圖所示的小實驗進行探究：在第1支試管中加入少量氯化鈣（氯化鈣可吸收空氣中的水蒸氣，起幹燥作用），放入一根鐵釘，塞緊試管口。在第2支試管中放入一根鐵釘，加入經煮沸并迅速冷卻的蒸餾水浸沒鐵釘，再注入植物油，使水面上形成油層。在第3支試管中放入一根鐵釘，加入少量蒸餾水使鐵釘的一部分浸在水中。 連續一周定時對三支試管進行觀察并記錄現象。我們從實驗結果可以發現第1支、第2支試管中的鐵釘沒有生鏽，但第3支試管中的鐵釘卻生鏽了，鐵釘表面出現了紅棕色的鐵鏽。由此可見鐵生鏽需要水、氧氣的參與。

圖 探究鐵生鏽的條件

鋼鐵制品的腐蝕過程，是一個複雜的化學反應過程。鐵鏽通常為紅棕色，不同情況下會生成不同形式的鐵鏽，鐵鏽主要由氧化鐵的水合物（Fe2O3·nH2O）和氫氧化鐵[Fe(OH)3]組成。鋼鐵表面的鐵鏽結構疏松，不能阻礙内部的鐵與氧氣、水蒸氣等接觸，最終導緻鐵全部生鏽。

我們了解了鋼鐵生鏽的條件，隻需要将鋼鐵制品與水和氧氣隔絕，就可以阻止鋼鐵鏽蝕。因此，防止鐵生鏽最簡單的方法是保持鋼鐵制品表面光潔幹燥。防止鋼鐵生鏽還可在其表面形成保護層，如塗油、噴漆、燒制搪瓷、噴塑等。在日常生活中，人們經常會對車廂、水桶等采取塗油漆的措施，而機器需要塗礦物性油。除此之外，還可以在鋼鐵表面采用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生鏽的金屬，如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬表面能夠形成一層緻密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質接觸而生鏽。另外，還可以将鋼鐵組成合金，以改變其内部的組織結構，例如在鉻、鎳等金屬中加入普通鋼裡制成不鏽鋼，有效地增加了鋼鐵制品的抗生鏽能力。

鋼鐵鏽蝕會損失金屬資源，但是鋼鐵鏽蝕的原理也有有利的一面。例如糕點包裝中常使用脫氧劑，其主要成分包含鐵粉。脫氧劑利用鐵粉生鏽的原理消耗氧氣，從而防止食品變質。

同時，鐵生鏽是放熱反應，人們利用該作用生産了“自熱帖”。“自熱帖”的主要成分是鐵粉、蛭石、活性炭、無機鹽（例如食鹽）、水等。在自然條件下，鐵進行氧化反應的速度緩慢，為了加快該反應的速度，需采用表面積大的鐵粉末。活性炭的作用是形成原電池促進反應；同時利用活性炭的強吸附性，在其疏松的結構中儲存水。無機鹽的作用是和活性炭形成原電池促進反應。蛭石是一種鐵鎂質鋁矽酸鹽礦物，可以起到儲熱的作用。

在化學實驗室中我們也可以自制“自熱帖”，按照5:2:2:2的質量比稱量鐵粉、活性炭、食鹽、蛭石。将稱量好的鐵粉、活性炭、食鹽、蛭石（蛭石也可以不加）倒入燒杯中，加幾滴水，用玻璃棒充分攪勻後，裝入無紡布袋中，放入自封袋密封（或者使用塑封機密封），使用時取出即可。另外，鐵粉和活性炭顆粒越細（鐵粉以100目為宜，活性炭為150目為宜）反應越快，升溫越明顯。

作者： 李繼良 科普中國 來源：新華網

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