●實(shí)驗(yàn)室中的鐵制品
基本是用鋼鐵制成的儀器：方座支架、物理支架、鋼制黑板、真空泵、手搖抽氣機(jī)、多功能實(shí)驗(yàn)支架、儀器車、升降臺、鉤碼、砝碼、鑷子、液壓機(jī)模型、離心水泵模型、手搖離心轉(zhuǎn)臺、馬德堡半球……。
另外，還有許多儀器的部件采用了鋼鐵材料；例如顯微鏡、恒溫箱、干燥箱、生物模型等等。
如何防止鋼鐵部件生銹，延長儀器使用壽命，是實(shí)驗(yàn)室管理的重要內(nèi)容。
●鐵的物理與化學(xué)性質(zhì)
鐵為銀白色的金屬，元素符號Fe
原子序數(shù)26；
相對原子質(zhì)量55.847；
熔點(diǎn)1535℃；
沸點(diǎn)2750℃；
相對密度7.86.
磁化和去磁快；有延展性，是可鍛金屬中除鈷、鎳以外最堅韌的，在液態(tài)空氣的溫度下變脆。鐵在紅熱時變軟，可鍛造和拉長；在白熱時可鍛接。
鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表里排在氫的前面。
常溫時，鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質(zhì)起反應(yīng)，在高溫時，則劇烈反應(yīng)。鐵在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，赤熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe3O4.鐵易溶于稀的無機(jī)酸和濃鹽酸中，生成二價鐵鹽，并放出氫氣。
鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。
鐵溶于熱的或較濃的硝酸中，生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面生成一層氧化物保護(hù)膜，使鐵“鈍化”，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價元素，常見價態(tài)為+2和+3.鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)時失去兩個電子，成為+2價。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng)，則被氧化成Fe3+.
鐵與氯在加熱時反應(yīng)劇烈。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合，但與氨作用。
●生銹原因
普通鋼鐵制品在潮濕的空氣中，漸漸變色，并在表面生成一種紅褐色的物質(zhì)，這種現(xiàn)象叫做鋼鐵的生銹。
讓我們先從一個事故來探討鋼鐵生銹的原因。
外國某化學(xué)公司的一家工廠，有一貯存氯化鎂的鋼質(zhì)容器，有一次，因容器需要維修而停止工作，廠方排空了容器中的氯化鎂，并將容器沖洗了幾遍。而后兩個工人進(jìn)入鋼質(zhì)容器維修，一下去就暈倒了，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)后，立即將人救出并送到醫(yī)院，一人經(jīng)搶救脫險，另一人不幸死亡。是什么原因?qū)е氯藛T死亡呢？難道容器中含有有毒氣體？人們對鋼質(zhì)容器內(nèi)的空氣進(jìn)行了測定，并沒有發(fā)現(xiàn)任何有毒氣體，但卻驚奇地發(fā)現(xiàn)容器中空氣里的氧氣含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常標(biāo)準(zhǔn)。為什么容器中會缺氧呢？經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)問題原來出在容器本身，是因?yàn)槿萜魃P的緣故。
實(shí)驗(yàn)證明——只有水或者只有氧氣，鐵都不生銹；既有水也有氧氣，但沒有鹽，而鐵生銹，說明鐵生銹的必要條件只是水和氧氣；有水也有氧氣，還有鹽，生銹的速度比只有氧和水快，說明鹽在鐵生銹的過程中起到加速生銹的作用。
其實(shí)質(zhì)是鐵和空氣中的氧氣、水蒸氣等起作用，生成鐵的多種氧化物的水合物。
鐵銹的成分比較復(fù)雜，通常簡略用Fe2O3.xH2O表示。鐵銹是一種松脆多孔的物質(zhì)，它不能保護(hù)里層的鐵不被銹蝕，鐵銹是一種棕紅色的物質(zhì)，它不像鐵那么堅硬，很容易脫落，一塊鐵完全生銹后，體積可脹大8倍。如果鐵銹不除去，這海綿狀的鐵銹特別容易吸收水分，鐵也就爛得更快了。
因此時間久了，鋼鐵制品就可能銹蝕成一堆無用的廢品。尤其嚴(yán)重的是，鋼鐵在含有酸氣、氯氣的水蒸氣中，或接觸電解質(zhì)溶液時，銹蝕得特別快。據(jù)統(tǒng)計，每所世界上都有幾千萬噸鋼鐵變成了鐵銹，而鋼鐵制品遭破壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、環(huán)境污染、危害人體健康，甚至造成嚴(yán)重事故的損失是無法估量的。因此，鋼鐵的防銹具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。 ●防銹方法
常用的防止鐵生銹的方法有：
A.組成合金，以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。例如，把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。
B.在鐵制品表面覆蓋保護(hù)層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法。根據(jù)保護(hù)層的成分不同，可分為如下幾種：
（1）在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。例如，車廂、水桶等常涂油漆；機(jī)器常涂礦物性油等。
（2）在鋼鐵制品表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬。如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質(zhì)接觸而生銹。
（3）用化學(xué)方法使鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹。
C.保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一種很好方法。
要除去鐵銹，可以利用各種工具把它鏟掉，也可以泡在酸性的溶液中把它溶解掉。在去掉鐵銹以后，一定要對鐵器表面進(jìn)行處理，涂上一層鉛丹，再涂上油漆；或者鍍上別的不容易生銹的金屬。
依據(jù)鐵制品生銹的條件，防止鐵生銹的基本思路是破壞鐵制品銹蝕的條件，使鐵制品隔絕空氣和水。具體措施有：在鐵的表面涂油、刷漆、鍍耐腐蝕的鉻及制造耐腐蝕的合金等。
鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。
在潮濕的地方的鐵器比干燥的地方的鐵器更容易生銹是因?yàn)樵诔睗竦牡胤降蔫F器比干燥的地方的鐵器更容易與水接觸。
涂了油漆的鐵制品不容易生銹則是因?yàn)橛推崞鸬搅烁艚^空氣中和水的作用。
如果要減少鐵的生銹，任意切斷生銹條件中的一個便可。如把鐵上面涂上油漆，便切斷了鐵和空氣的接觸。
把一些鐵制品如鐵架臺等用完后擦干并放在干燥的地方，則可以切斷鐵和水的接觸，從而防止鐵制品生銹。
●實(shí)驗(yàn)室防銹措施
環(huán)境保持通風(fēng)干燥，實(shí)驗(yàn)室和儀器室要定期打開窗子通風(fēng)。
避免鐵制部分與水、化學(xué)試劑的接觸，特別是鉤碼、砝碼、顯微鏡等儀器。儀器使用完畢，即使沒有接觸水，也要立即擦拭干凈。擦拭較精密儀器硬是用紗布。
對鐵架臺的容易生銹的儀器要及時除銹，除銹應(yīng)使用鐵刷子或沙質(zhì)，然后涂一層防銹漆，再刷一層漆。
附錄：防腐蝕技術(shù)
對在腐蝕性介質(zhì)中的金屬材料及其制品，采用各種不同的防腐蝕技術(shù)，以延長金屬制品的使用壽命，保證工藝設(shè)備的安全和順利運(yùn)行。防腐蝕技術(shù)主要有下列幾類：
合理選材 這是防止和控制設(shè)備腐蝕的最普通和的方法之一。選材務(wù)必做到：①了解環(huán)境因素和腐蝕因素，包括介質(zhì)的種類、濃度、溫度、壓力、流動狀態(tài)、雜質(zhì)種類和數(shù)量、含氧量，以及有無固體懸浮物和微生物等；②研究有關(guān)資料數(shù)據(jù)；③按實(shí)際條件進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以獲得選材的可靠數(shù)據(jù)。由此了解材料的耐蝕性能及其工藝特性；④綜合考慮材料的耐蝕性和經(jīng)濟(jì)性；⑤考慮合適的防腐蝕措施。
表面防護(hù) 金屬材料及其制品表面經(jīng)處理后形成防護(hù)層，可以使金屬表面與外界介質(zhì)隔開，阻止兩者發(fā)生作用，同時還能取得裝飾性外觀。表面防護(hù)是防止或減輕基體金屬腐蝕應(yīng)用最普遍的方法。表面防護(hù)層常見的有兩類：金屬鍍層和非金屬涂層。
金屬鍍層——在金屬表面鍍層有下列方法：擴(kuò)散滲鍍、噴鍍、電鍍。
非金屬涂層——常用于提高制品的耐蝕性和裝飾性。有機(jī)涂層有涂料（包括油漆）、塑料、橡膠等。無機(jī)涂層有搪瓷、玻璃等。
基本是用鋼鐵制成的儀器：方座支架、物理支架、鋼制黑板、真空泵、手搖抽氣機(jī)、多功能實(shí)驗(yàn)支架、儀器車、升降臺、鉤碼、砝碼、鑷子、液壓機(jī)模型、離心水泵模型、手搖離心轉(zhuǎn)臺、馬德堡半球……。
另外，還有許多儀器的部件采用了鋼鐵材料；例如顯微鏡、恒溫箱、干燥箱、生物模型等等。
如何防止鋼鐵部件生銹，延長儀器使用壽命，是實(shí)驗(yàn)室管理的重要內(nèi)容。
●鐵的物理與化學(xué)性質(zhì)
鐵為銀白色的金屬，元素符號Fe
原子序數(shù)26；
相對原子質(zhì)量55.847；
熔點(diǎn)1535℃；
沸點(diǎn)2750℃；
相對密度7.86.
磁化和去磁快；有延展性，是可鍛金屬中除鈷、鎳以外最堅韌的，在液態(tài)空氣的溫度下變脆。鐵在紅熱時變軟，可鍛造和拉長；在白熱時可鍛接。
鐵是比較活潑的金屬，在金屬活動順序表里排在氫的前面。
常溫時，鐵在干燥的空氣里不易與氧、硫、氯等非金屬單質(zhì)起反應(yīng)，在高溫時，則劇烈反應(yīng)。鐵在氧氣中燃燒，生成Fe3O4，赤熱的鐵和水蒸氣起反應(yīng)也生成Fe3O4.鐵易溶于稀的無機(jī)酸和濃鹽酸中，生成二價鐵鹽，并放出氫氣。
鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。
鐵溶于熱的或較濃的硝酸中，生成硝酸鐵并釋放出氮的氧化物。在常溫下遇濃硫酸或濃硝酸時，表面生成一層氧化物保護(hù)膜，使鐵“鈍化”，故可用鐵制品盛裝濃硫酸或濃硝酸。鐵是一變價元素，常見價態(tài)為+2和+3.鐵與硫、硫酸銅溶液、鹽酸、稀硫酸等反應(yīng)時失去兩個電子，成為+2價。與Cl2、Br2、硝酸及熱濃硫酸反應(yīng)，則被氧化成Fe3+.
鐵與氯在加熱時反應(yīng)劇烈。鐵也能與硫、磷、硅、碳直接化合。鐵與氮不能直接化合，但與氨作用。
●生銹原因
普通鋼鐵制品在潮濕的空氣中，漸漸變色，并在表面生成一種紅褐色的物質(zhì)，這種現(xiàn)象叫做鋼鐵的生銹。
讓我們先從一個事故來探討鋼鐵生銹的原因。
外國某化學(xué)公司的一家工廠，有一貯存氯化鎂的鋼質(zhì)容器，有一次，因容器需要維修而停止工作，廠方排空了容器中的氯化鎂，并將容器沖洗了幾遍。而后兩個工人進(jìn)入鋼質(zhì)容器維修，一下去就暈倒了，當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)后，立即將人救出并送到醫(yī)院，一人經(jīng)搶救脫險，另一人不幸死亡。是什么原因?qū)е氯藛T死亡呢？難道容器中含有有毒氣體？人們對鋼質(zhì)容器內(nèi)的空氣進(jìn)行了測定，并沒有發(fā)現(xiàn)任何有毒氣體，但卻驚奇地發(fā)現(xiàn)容器中空氣里的氧氣含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常標(biāo)準(zhǔn)。為什么容器中會缺氧呢？經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)問題原來出在容器本身，是因?yàn)槿萜魃P的緣故。
實(shí)驗(yàn)證明——只有水或者只有氧氣，鐵都不生銹；既有水也有氧氣，但沒有鹽，而鐵生銹，說明鐵生銹的必要條件只是水和氧氣；有水也有氧氣，還有鹽，生銹的速度比只有氧和水快，說明鹽在鐵生銹的過程中起到加速生銹的作用。
其實(shí)質(zhì)是鐵和空氣中的氧氣、水蒸氣等起作用，生成鐵的多種氧化物的水合物。
鐵銹的成分比較復(fù)雜，通常簡略用Fe2O3.xH2O表示。鐵銹是一種松脆多孔的物質(zhì)，它不能保護(hù)里層的鐵不被銹蝕，鐵銹是一種棕紅色的物質(zhì)，它不像鐵那么堅硬，很容易脫落，一塊鐵完全生銹后，體積可脹大8倍。如果鐵銹不除去，這海綿狀的鐵銹特別容易吸收水分，鐵也就爛得更快了。
因此時間久了，鋼鐵制品就可能銹蝕成一堆無用的廢品。尤其嚴(yán)重的是，鋼鐵在含有酸氣、氯氣的水蒸氣中，或接觸電解質(zhì)溶液時，銹蝕得特別快。據(jù)統(tǒng)計，每所世界上都有幾千萬噸鋼鐵變成了鐵銹，而鋼鐵制品遭破壞而引起的停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、環(huán)境污染、危害人體健康，甚至造成嚴(yán)重事故的損失是無法估量的。因此，鋼鐵的防銹具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會意義。 ●防銹方法
常用的防止鐵生銹的方法有：
A.組成合金，以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。例如，把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。
B.在鐵制品表面覆蓋保護(hù)層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法。根據(jù)保護(hù)層的成分不同，可分為如下幾種：
（1）在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。例如，車廂、水桶等常涂油漆；機(jī)器常涂礦物性油等。
（2）在鋼鐵制品表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬。如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質(zhì)接觸而生銹。
（3）用化學(xué)方法使鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹。
C.保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一種很好方法。
要除去鐵銹，可以利用各種工具把它鏟掉，也可以泡在酸性的溶液中把它溶解掉。在去掉鐵銹以后，一定要對鐵器表面進(jìn)行處理，涂上一層鉛丹，再涂上油漆；或者鍍上別的不容易生銹的金屬。
依據(jù)鐵制品生銹的條件，防止鐵生銹的基本思路是破壞鐵制品銹蝕的條件，使鐵制品隔絕空氣和水。具體措施有：在鐵的表面涂油、刷漆、鍍耐腐蝕的鉻及制造耐腐蝕的合金等。
鐵在干燥空氣中很難與氧發(fā)生作用，但在潮濕空氣中很易腐蝕，若含有酸性氣或鹵素蒸氣時，腐蝕更快。
在潮濕的地方的鐵器比干燥的地方的鐵器更容易生銹是因?yàn)樵诔睗竦牡胤降蔫F器比干燥的地方的鐵器更容易與水接觸。
涂了油漆的鐵制品不容易生銹則是因?yàn)橛推崞鸬搅烁艚^空氣中和水的作用。
如果要減少鐵的生銹，任意切斷生銹條件中的一個便可。如把鐵上面涂上油漆，便切斷了鐵和空氣的接觸。
把一些鐵制品如鐵架臺等用完后擦干并放在干燥的地方，則可以切斷鐵和水的接觸，從而防止鐵制品生銹。
●實(shí)驗(yàn)室防銹措施
環(huán)境保持通風(fēng)干燥，實(shí)驗(yàn)室和儀器室要定期打開窗子通風(fēng)。
避免鐵制部分與水、化學(xué)試劑的接觸，特別是鉤碼、砝碼、顯微鏡等儀器。儀器使用完畢，即使沒有接觸水，也要立即擦拭干凈。擦拭較精密儀器硬是用紗布。
對鐵架臺的容易生銹的儀器要及時除銹，除銹應(yīng)使用鐵刷子或沙質(zhì)，然后涂一層防銹漆，再刷一層漆。
附錄：防腐蝕技術(shù)
對在腐蝕性介質(zhì)中的金屬材料及其制品，采用各種不同的防腐蝕技術(shù)，以延長金屬制品的使用壽命，保證工藝設(shè)備的安全和順利運(yùn)行。防腐蝕技術(shù)主要有下列幾類：
合理選材 這是防止和控制設(shè)備腐蝕的最普通和的方法之一。選材務(wù)必做到：①了解環(huán)境因素和腐蝕因素，包括介質(zhì)的種類、濃度、溫度、壓力、流動狀態(tài)、雜質(zhì)種類和數(shù)量、含氧量，以及有無固體懸浮物和微生物等；②研究有關(guān)資料數(shù)據(jù)；③按實(shí)際條件進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以獲得選材的可靠數(shù)據(jù)。由此了解材料的耐蝕性能及其工藝特性；④綜合考慮材料的耐蝕性和經(jīng)濟(jì)性；⑤考慮合適的防腐蝕措施。
表面防護(hù) 金屬材料及其制品表面經(jīng)處理后形成防護(hù)層，可以使金屬表面與外界介質(zhì)隔開，阻止兩者發(fā)生作用，同時還能取得裝飾性外觀。表面防護(hù)是防止或減輕基體金屬腐蝕應(yīng)用最普遍的方法。表面防護(hù)層常見的有兩類：金屬鍍層和非金屬涂層。
金屬鍍層——在金屬表面鍍層有下列方法：擴(kuò)散滲鍍、噴鍍、電鍍。
非金屬涂層——常用于提高制品的耐蝕性和裝飾性。有機(jī)涂層有涂料（包括油漆）、塑料、橡膠等。無機(jī)涂層有搪瓷、玻璃等。