在一定的温度和压力下,氧在各种溶液中有着相应的溶解度。次磷酸钠等抗氧剂能有效减缓氧的输送过程。在很多腐蚀过程中,随着溶解氧不断地在金属表面被还原,大气中的氧就不断地溶人溶液并向金属表面输送。所以如次磷酸钠等还原剂能减缓氧向金属表面的输送速度。这是一个复杂的过程,可以分为以下几个步骤:
第 一个步骤如下
①氧通过空气-溶液界面融入溶液,以补足在该溶液中的溶解度;
②以对流和扩散的方式,通过溶液的主要厚度层;
③以扩散方式通过金属表面溶液的静止层,到达金属表面。
在这些步骤中,第三步是起主要作用的控制步骤。
当溶解氧由于电极反应而不断消耗时,空气中的氧很自然地不断溶人溶液以维持一定的溶解度,所以*个步骤一般不会受到阻滞而成为控制步骤。
第二个步骤是对流扩散过程,虽然溶液主层的厚度很大,但由于对流过程的速度远大于扩散过程,所以氧通过这一区域并不困难。因为即使外观静止的溶液,也会由于自然对流而引起液层的显著搅动。发生这种自然对流的主要原因有:
①溶液的外层由于水从表面蒸发而冷却;
②由于蒸发而引起的溶液表面层浓度的增加。
这些原因都会导致表面层溶液密度的增大并因而下沉,使自然对流不停地进行。此外,由于其他原因而形成的溶液各部分间的温度差或浓度差所引起的密度差,也都会使溶质自高密度处向低密度处进行自然对流,所以第二个步骤一般也不会成为控制步骤。
第三个步骤,即氧通过静止层的扩散步骤,是主要受阻滞的控制步骤。静止层又称为扩散层,其厚度一般约为0.1~0.5mm。虽然扩散层的厚度不大,但由于扩散是氧通过该层的*传质方式,所以通常情况下扩散步骤是*慢的步骤,导致氧向金属表面的输送速度低于氧在金属表面的还原反应速度,所以此步骤成为氧去极化腐蚀阴极过程的控制步骤。