钝化现象及其在金属中的化学变化

钝化一般是指金属的钝化，那么钝化一定都是化学变化吗？钝化的原因是什么呢？

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我们知道，铁、铝在稀HNO3或稀H 2SO4中能很快溶解，但在浓HNO 3或浓H 2SO 4中溶解现象几乎完全停止；碳钢通常很容易生锈，若在钢中加入适量的Ni、Cr，就变成不锈钢。金属或合金受某些因素影响，化学稳定性明显增强的现象，称为钝化。由某些钝化剂（化学药品）所引起的金属钝化现象，称为化学钝化。例如，浓HNO 3、浓H 2SO 4、HCl O3、K 2Cr2O7、KMn O 4等氧化剂都可使金属钝化。金属钝化后，使其失去原有的特性，如钝化的铁在铜盐中不能将铜置换出来。此外，用电化学方法也可使金属钝化，如将Fe置于H 2SO4溶液中作为阳极，用外加电流使阳极极化，采用一定仪器使铁电位升高一定程度后，Fe就会发生钝化。由阳极极化引起的金属钝化现象，称为阳极钝化或电化学钝化。

金属是如何钝化的？其钝化机理是怎样的？钝化现象是由金属相和溶液相引起的还是由界面现象所引起的？实验证明，钝化现象是一种界面现象。它是在一定条件下金属与介质相互接触的界面上发生变化的。化学钝化是浓HNO3等强氧化剂直接与金属作用而在表面形成氧化膜或加入易钝化的金属如Cr、Ni等引起的。发生化学钝化时，加入的氧化剂浓度不能小于某一临界值，否则不但不会钝态，反而会引起金属更快“溶解”。(www.xing528.com)

金属表面的钝化膜是独立相膜还是吸附性膜？目前主要有两种学说，即成相膜理论和吸附理论。

成相膜理论认为，当金属溶解时，处在钝化条件下，在表面生成致密的、覆盖性良好的固态物质，这种物质形成独立的相，称为钝化膜或成相膜，钝化膜是一层致密的金属氧化膜。在金属表面形成过程中，属于原子（物质的量）增加的过程，所以结构紧密（特殊情况还是存在的，如铁的氧化物是向上生长的），此膜将金属表面和溶液机械地隔离开，阻止了氧化性元素的侵入，从而减缓了金属被氧化的过程，而呈钝化状态。在某些钝化的金属表面可看到成相膜的存在，并能测其厚度和组成。

吸附理论认为，金属表面并不需要形成固态产物膜才会钝化，只要表面或部分表面形成一层氧或含氧粒子（如O-2或OH-）的吸附层就会引起钝化。此理论主要实验依据是测量界面电容和使某些金属钝化所需的电量。实验结果表明，不需要形成成相膜也可使某些金属发生钝化。