轮船为何放锌块？锌块如何保护船体？-中国船舶网

核心问题：为什么船体会腐蚀？

船体的材料：现代轮船的船体主要是用钢铁（铁合金）建造的。
环境：船体长期浸泡在海水中，海水是含有大量盐分（如氯化钠）的电解质溶液，导电性很好。
（图片来源网络，侵删）
腐蚀的本质：铁在电解质溶液中会发生电化学腐蚀，铁会失去电子被氧化（变成铁离子），这个过程就是腐蚀，其化学反应式可以简化为：
- 阳极（氧化）：Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ （铁原子失去电子，变成铁离子，进入海水，形成铁锈）
- 阴极（还原）：O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻ （溶解在水中的氧气得到电子，与水生成氢氧根离子）
这个过程需要两个电极（阳极和阴极）同时存在，并通过电解质（海水）形成回路，船体上不同部位、不同材质的微小差异，或者应力不均，都会形成无数个微小的“原电池”，导致整个船体不断被腐蚀，最终威胁结构安全。

为了阻止船体（铁）作为阳极被腐蚀，我们引入一个更“慷慨”的金属作为阳极，让它代替船体被腐蚀，这个原理就像在战场上派一个“替死鬼”去牺牲，从而保护“主帅”。

这个“替死鬼”就是锌块。

（图片来源网络，侵删）

选择合适的金属：要找到一个比铁（Fe）更容易失去电子的金属，根据金属活动性顺序，锌（Zn）比铁（Fe）活泼得多。
- 金属活动性：Zn > Fe > Cu （越靠前的金属，越容易失去电子，化学性质越活泼）
形成新的原电池：当我们将锌块（Zn）和钢铁船体（Fe）都浸泡在海水中时，它们就构成了一个新的、更大的原电池。
- 阳极：锌块（Zn），因为它更活泼，更容易失去电子。
- 阴极：钢铁船体（Fe），相对不那么活泼，接受电子。
电子的流动：
- 锌块（阳极）会不断发生氧化反应，失去电子：Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
- 这些电子通过船体（作为导线）流向钢铁船体（阴极）。
- 在钢铁船体（阴极）上，这些电子会与海水中的氧气和水分发生反应：O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻
结果：
（图片来源网络，侵删）
- 锌块被消耗（牺牲）：锌块不断地失去电子并溶解在海水中，本身逐渐被腐蚀、消耗变小，这就是它被称为“牺牲阳极”的原因。
- 船体被保护：由于流向船体的电子流，船体本身不再需要通过自身铁原子的氧化（Fe → Fe²⁺ + 2e⁻）来提供电子，船体的腐蚀过程被大大减缓甚至完全抑制。

简单比喻：想象一个救生圈，锌块是那个正在被消耗的“气囊”，而船体是被保护的“人”，气囊自己破掉，才能确保人安全。

除了锌,常用的牺牲阳极材料还有铝（Al）和镁（Mg），选择锌主要有以下几个原因：

项目
核心原理	牺牲阳极保护法，利用原电池原理。
保护对象	钢铁船体（阴极）
牺牲品	锌块（阳极）
作用机制	锌比铁更活泼，优先失去电子并腐蚀，将电子输送给船体，从而抑制船体本身的氧化腐蚀。
最终结果	锌块被消耗，船体得到有效保护。

轮船上的锌块是一个简单而巧妙的电化学应用,通过“牺牲小我，成就大我”的方式，以极低的成本极大地延长了船舶的使用寿命，保障了航行安全。