2020/08/05 • 1条评论

用贾凡尼次序(Galvanic Series)来决定金属的阴极与阳极，谈金属腐蚀(4)

（文章取材自网路，作者佚失，但内容经过188金宝搏苹果下载整理润饰）

前面我们提到在不同金属元素间存在不同的电位，以至于当它们互相靠在一起或是同时浸泡于同一电解质中时，就有可能产生电位差并进而引起「电化学腐蚀」现象。那是由什么决定了这些金属元素的电位高低的呢？

何种金属比较容易形成阳极？而何种金属又比较易形成阴极？

其实就如同前面篇幅文章中解释「化学腐蚀」时说明过的，物质或金属在溶液中，都有化为离子而被溶解的倾向，同样的，大多数金属如果置于溶液中，其内部都具有化学电压将其离子送入溶液中的趋势，只是快慢的程度不同而已。

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这种金属受环境溶液诱惑而溶解的趋势称之为「电溶压(Electrolytic solution tension)」，不同金属具有不同的电位，所以当两种不同金属搭接在一起时，由于两者之间存在电位差，高电位的元素电子会往低电位的元素流，于是就产生了电流，其原理正如同水往低处流的自然趋势是一样。这种电池效应的结果，因电流的流动(从阳极流向阴极)，将使得较高电位金属发生阳极消溶腐蚀。当金属间的电位差越大，所产生的电流就会越强，腐蚀的损耗率也就越大。

金属活性将决定金属地电位高低？

讲了那么多，到底是什么因素决定了这些金属元素的电位高低呢？答案应该是元素的活性，活性越高的元素就表示其越活泼，在自然界中也就越不稳定，一旦有机会就会往别的元素身上倾泻电子。

回忆一下我们在国高中时背过的元素週期表，你应该大致知道週期表最右边的第18族(VIII A族)是自然界中最稳定的电子满球数「钝性气体(Noble gas)」包含氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氡(Rn)等，而週期表最左边的第1族(I A族)则是自然界中最不稳定多了一个电子的硷金属（锂Li、钠Na、钾K、铷Rb、铯Cs、鍅Fr），它们总是活蹦乱跳的，连保存它们都得存放在矿物油或将之封禁于惰性气体中保存。

善用前人的智慧结晶「贾凡尼次序（Galvanic Series）」或「电动次序（Electromotive Force Series）」来判断不同金属间的电位高低

所以哪些元素的活性较高你是否隐隐约约已经抓到了些许概念了？但是元素的活性在週期表上只是一个大概的趋势而已，基本上还得看元素处在什么样的溶液当中，还好我们的前辈科学家们已经帮大家将大部分的元素电位用实验的方法量测出来也列出了其电化学顺序，称之为【贾凡尼次序（Galvanic Series）】或【电动次序（Electromotive Force Series）】，我们只要拿前人的智慧来用就可以了，这个顺序可以说明在不同环境下，各种金属阳极性与阴极性的趋势。

在海水、淡水溶液或其他工业环境中，贾凡尼电位序可能会有些许差异，以海水中的贾凡尼电位序而言，依电位(活性)由大到小将金属顺序排列，依序为：

钾(K)＞钠(Na)＞镁(Mg)＞铝(Al)＞锌(Zn)＞铬(Cr)＞镉(Cd)＞铁(Fe)＞钴(Co)＞镍(Ni)＞锡(Sn)＞铅(Pb)＞铜(Cu)＞银(Ag)＞铂(Pt)＞金(Au)。

上述电位序列中，电位序在前面的金属对于电位序在其后面的金属将形成阳极；相反的电位序在后面的金属对于电位序在前面的金属将形成阴极。这些金属(如金、铂、银等)称之为贵金属(noble)或具化学惰性(chemically inert)元素，它们不易与其他金属产生反应，所以才可以在自然界中发现其单体金属。而从另一方面来看，由于电位序在前面的金属相对于电位序在其后的金属将形成阳极，因此反而可以保护其后位金属避免腐蚀，这种牺牲阳极金属的方法就成为腐蚀防治的一种重要方式。这部分的叙述会在稍后讨论钢铁腐蚀时做进一步的说明。

综合以上所述，可以知道电化学腐蚀主要由于材料本身产生了电池效应，电池效应是基于电池中有两种不同电极悬挂在同一个电解质内，阳极部份发生氧化而蚀去，阴极则大多产生氢离子的还原作用，而放出氢气，结果使得材料形成腐蚀的现象。

由于金属腐蚀的过程，事实上就是一种化学或电化学反应，因此我们可以说，金属在某种环境下，藉由化学或电化学反应所造成材料破坏性的伤害就称之为腐蚀，而腐蚀的防治，最基本的原理就是抑制或是避免这些反应的发生。

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