水處理劑之冷卻水中氧腐蝕特性（二）

氧陰極還原電極過(guò)程：水中氧氣的陰極還原過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的反應(yīng)，在反應(yīng)過(guò)程中同時(shí)獲取4個(gè)電子機(jī)會(huì)幾乎很少出現(xiàn)，因此氧氣的還原反應(yīng)過(guò)程中有多種中間價(jià)態(tài)產(chǎn)物和含氧粒子出現(xiàn)，有的甚至只有很短的半衰期；氧電極反應(yīng)可逆性很小，表現(xiàn)在氡電極反應(yīng)的交換電流密度值很低，即使在Pt、Pd、Ag、Ni這樣一些對(duì)氧反應(yīng)活性很強(qiáng)的電極。氧電極過(guò)程的極化大，涉及的電位范圍寬，特別在較正的電位區(qū)域內(nèi)，電極會(huì)出現(xiàn)多種價(jià)態(tài)物質(zhì)和含粒子的吸附，它們會(huì)以各種方式參加反應(yīng)歷程，表面吸附的含氧粒子還會(huì)對(duì)其他一些反應(yīng)起阻化作用。

氧的還原反應(yīng)由分子氧向金屬表面擴(kuò)散、氧吸附在金屬表面和吸附氧的離子化還原三步串聯(lián)組成，當(dāng)陰極極化電位值較小時(shí)，陰極還原電流還不太大金屬表面的氧氣能得到充足補(bǔ)充，它的還原反應(yīng)過(guò)電位和陰極極化電流呈半對(duì)數(shù)關(guān)系。

電極過(guò)程的速度取決于氧還原的電化學(xué)步驟。當(dāng)進(jìn)一步增大陰極電流，氧向金屬表向的擴(kuò)散速度逐漸跟不上金屬表面氧的消耗），顯示出明顯的濃度極化的傾向，金屬表面的氧濃度已經(jīng)小于冷卻水主體中溶解氧的濃度，這時(shí)氧還原處于電化學(xué)極化和濃度極化共同作用的階段。繼續(xù)負(fù)移電位，陰極電流趨于一個(gè)基本穩(wěn)定的值，稱為極限擴(kuò)散電流密度，這時(shí)電極表面的氧濃度實(shí)際為零，電極過(guò)程完全受氧向金屬表面的擴(kuò)散速度所限制。例如，當(dāng)金屬表面靜止層厚度為0.005cm時(shí)，氧還原的極限擴(kuò)散電流密度為93mA/c㎡。有報(bào)道說(shuō)，在流動(dòng)的水中，氧還原的極限擴(kuò)散電流密度最大也不會(huì)超過(guò)1mA/c㎡。從A點(diǎn)開(kāi)始的氧還原過(guò)電位與陰極電流的關(guān)系，水中又有新的電極反應(yīng)發(fā)生，如氫離子的還原等，總的陰極電流等于新的陰極反應(yīng)電流和氧還原電流的加和。

金屬銅電極反應(yīng)的電位比較正，它在冷卻水中與氧電極反應(yīng)構(gòu)成原電池時(shí)，一般相交于氧還原的離子化區(qū)，腐蝕阻力主要來(lái)內(nèi)氧反應(yīng)的電化學(xué)過(guò)電位，腐蝕速度不會(huì)超過(guò)氧極限擴(kuò)散電流密度。