铁—碳微电池:金属与水膜各自怎样导电

精简原理示意。窄屏可在图内横向滚动查看两侧;电子箭头只表示固体或外导线中的方向。

中性含氧水膜:离子迁移承担电流铁区:阳极碳区:阴极电子沿固体接触处:Fe → CFe²⁺进入水膜Fe → Fe²⁺ + 2e⁻溶解O₂到达碳表面O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻OH⁻在阴极附近生成

从电极反应到锈蚀

Fe²⁺ + 2OH⁻ → Fe(OH)₂↓;随后可被氧气氧化:4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃。经后续变化形成组成复杂的铁锈。

图示要求铁、碳导电接触并接触同一含氧水膜。电子不穿过水膜从铁游向碳;水膜内由离子迁移导电。即使铁不接触外部碳,铁自身表面仍可形成局部腐蚀电池。