在高中化学教材中，对钝化的描述是这样的：在常温条件下，铝与浓硝酸或浓硫酸接触后，会在其表面形成一层致密的氧化层，进而引发钝化现象。这一过程能够有效阻止铝内部金属继续发生反应。基于此，浓硝酸和浓硫酸可以安全地存放在铝制容器中，同时也可以用铝槽车进行运输。那么，究竟什么是钝化呢？
在常温条件下进行铁片与硝酸反应速率的测试，并探究其与硝酸浓度之间的关联，可以观察到铁与硝酸的反应速度会随着硝酸浓度的提升而逐渐加快。然而，当硝酸浓度达到某一特定值后，铁的反应速度会急剧下降。若继续提高硝酸浓度，铁的反应速度将进一步降低，直至完全停止反应，此时铁的状态变为“稳定”，亦即通常所说的“钝化”现象。
铁并非唯一能够钝化的金属，其他金属如铬、镍、钴、钼、铝、钽、铌和钨等，同样能够发生钝化现象。在这些金属中，铬、镍、钼、铝和铁的钝化尤为常见。钝化现象不仅由硝酸引发，浓硫酸、氯酸、碘酸、重铬酸钾和高锰酸钾等强氧化剂，亦能导致金属钝化。
在某些特定条件下，部分金属能够在非氧化性环境中形成钝化层。比如，镁在氢氟酸中会钝化，而钼和铌则能在浓盐酸中钝化。
通常情况下，经过钝化处理的金属，即便在钝化条件发生变化的情况下，依然能够在较大范围内维持钝化效果。比如，铁在浓硝酸中钝化后，不仅能在稀硝酸环境中保持其稳定性，而且即便是在水、水蒸气以及其他多种介质中，其钝化状态也能得以持续。此外，钝化后的铁无法从硫酸铜溶液中置换出铜。
多种因素可能导致钝化作用的失效，亦或妨碍金属钝化过程的启动。例如，提升溶液温度或引入具有活性的离子，诸如氯离子、溴离子、碘离子等，以及还原性气体，特别是氢气（尤其是在加热条件下），均能促使原本钝化的金属恢复活性。
【典例】
在1000℃的高温条件下，铝粉能够与氮气发生反应生成氮化铝。若在铝粉中加入少量的氯化铵固体并确保充分搅拌，这有助于氮化铝的生成，其关键原因在于__________________________。
氯化铵分解所释放的氯化氢气体，能够对铝表面的氧化铝保护层造成破坏。
目前普遍认为，金属表面钝化现象系金属与周围介质相互作用，最终形成一层紧密的保护性薄膜所致。此薄膜主要由金属与氧元素形成的化合物构成。以某些情形为例，铁在氧化过程中可生成由Fe8O11组成的复杂氧化物。据测定，铁在浓硝酸溶液中形成的金属氧化膜厚度介于3至4纳米之间。这层氧化膜能够将金属表面与介质彻底隔开，进而使金属保持稳定状态。
钝化作用使得金属变得更加稳固。实际上，这种稳定性源于金属表面形成了一层氧化物薄膜，从而增强了其抵御腐蚀的能力。若要提升金属的耐腐蚀性，可以采取化学手段或电化学手段，在金属表面形成一层人工的氧化物薄膜。这种技术通常被称为氧化处理或者发蓝工艺。在机械制造、仪器生产、武器制造、飞机制造以及众多金属日常用品中，它作为一层既防护又装饰的覆盖材料得到了广泛应用。通常，钢铁制品容易生锈，但若对钢铁零件表面实施发蓝处理，则能显著提升其抗腐蚀性能，从而延长其使用寿命。例如，武器、弹簧、钢丝等，便是通过这种方式进行保护的。发蓝处理常用的方法包括碱性发蓝和蒸汽发蓝。在含有氧化剂及苛性钠的混合液体中，于特定温度下经过一段既定时间，铁将发生反应，最终生成亚铁酸钠（Na2FeO2）和铁酸钠（Na2Fe2O4）。随后，这两种产物相互作用，共同形成一层四氧化三铁（Fe3O4）的氧化保护膜。该反应的化学方程式可表示为：
三份铁元素与亚硝酸钠以及五份氢氧化钠发生化学反应，生成三份亚铁酸钠、一份水以及一份氨气。
八份铁与三份亚硝酸钠、五份氢氧化钠以及两份水发生反应，生成四份二氧化铁钠和三份氨气。
钠铁氧体与铁氧体钠盐以及水反应，生成三氧化二铁和氢氧化钠。
该氧化层呈现黑色或蓝黑色，其结构紧凑，并且拥有显著的耐腐蚀性能。
在较高温度条件下，水蒸气会在金属表面形成一层紧密的Fe3O4薄膜，这一过程被称为蒸汽发蓝。与传统的碱性发蓝工艺相比，蒸汽发蓝处理后的材料展现出更优异的耐腐蚀性能。
2020
