由于某种原因，一部分电流离开了指定的导体，而在原来不该有电流的导体内流动，这一部分电流，称为杂散电流。它主要来自于电气火车、直流电焊、地下铁道及电解槽等电源的漏电。由杂散电流引起的腐蚀，如在金属制作的电解槽中进行电解时，正常情况下电流应从正极通过电解液流向负极。但也有可能有部分电流先从正极流向靠近正极的金属槽壁，然后从靠近负极的电解壁流出，并通过溶液回到负极.这样，电流在从金属电解槽壁流出之处便成为阳极而遭到腐蚀.又如电气火车顶上有根架空线，其作用是接受从电站正极输入的直流电，经过车厢后从地面铁轨回到电站的负极。如果各段铁轨间连接良好,则大部分电流能通过路轨回到电站.要是路面不平,路轨间连接又不好,而地面又潮湿,这时将有部分电流流入地下，通过埋在路轨下的金属管道或其他金属设施，最后返回路轨到电站的负极。这时，路轨下出现两个串联的大电解池。根据电流的流动方向，一个电解池的阳极是铁轨，阴极是地下管线；另一电解池的阳极是地下管线，阴极是路轨。前者腐蚀的是路轨，暴露在地面上，易被发现，维修也方便；后者腐蚀的是地下管线，不易被发现，且维修也不便，问题更为严重。此外，杂散电流也能引起钢筋混凝土结构的腐蚀，尤其冬季施工,为了防冻而在混凝土中加入氯化物(如NaCl、CaC1₂)，其腐蚀就更为严重。

　　 可见，土壤腐蚀同样既广泛又严重，研究并了解各类土壤的腐蚀规律，其目的在于防腐。

　　　 如果土壤中严重缺氧，又无其他杂散电流，按理是较难进行电化学腐蚀的，可是埋在地下了的金属构件照样遭到严重的破坏，有人曾在电子显微镜下观察被土壤腐蚀的金属，发现有种细菌，其形状为略带弯曲的圆拄体，长度约为2　　　　 ×10^-6m，并长有一根鞭毛。细菌依靠鞭毛的伸曲，使其躯体向前移动。由于它依赖于硫酸盐还原反应而生存的，所以人们称它为硫酸盐还原菌。它对金属腐蚀作用的解释，率先由屈菲(Kuhv)提出，在缺氧条件下，金属虽然难以发生吸氧腐蚀,但可进行析氢腐蚀(电化学腐蚀中，有氢气放出)。只是因阴极上产生的原子态的氢未能及时变为氢气析出，而被吸附在阴极表面上，直接阻碍电极反应的进行，使腐蚀速率逐渐减慢。可是，多数的土壤中都含有硫酸盐。如果有硫酸盐还原菌存在，它将产生生物催化作用，使SO₄^2-离子氧化被吸附的氢，从而促使析氢腐蚀顺利进行。整个过程的反应如下：

阳极　　　 4Fe-8e = 4Fe²⁺

阴极　　　 8H⁺+8e＝8H(吸附在铁表面上)

　　 　　 　SO₄^2-+8HS^2-+4H₂O

　　　 　 Fe²⁺+S^2- = FeS(二次腐蚀产物) 　　　　　　　 +)3Fe²⁺+6OH^- = Fe(OH)₂(二次腐蚀产物) ___________________________________________ 　　　 总反应:4Fe+SO₄^2-+4H₂O = FeS+3Fe(OH)₂+2OH^-

其腐蚀特征是造成金属构件的局部损坏，并生成黑色而带有难闻气味的硫化物。硫酸盐还原菌便是依靠上述化学反应所释放出的能量进行繁殖的。

　　 据目前研究，能参与金属腐蚀过程的细菌不止一种，它们并非本身使金属腐蚀，而是细菌生命活动的结果间接地对金属电化学腐蚀过程产生的影响。例如，有的细菌新陈代谢能产生某些具有腐蚀性的物质(如硫酸、有机酸和硫化氢等),从而改变了土壤中金属构件的环境；有的细菌能催化腐蚀产物离开电极的化学反应，致使腐蚀速率加快。此外，许多细菌还能分泌粘液，这些粘液与土壤中的土粒、矿物质、死亡细菌、藻类以及金属腐蚀产物等粘合并形成粘泥，覆盖在金属构件的表面，因局部缺氧成为差异充气电池的阳极，从而遭到严重的孔腐蚀。

　　 腐蚀性细菌一般分为喜氧性菌(又称嗜氧性菌)和厌氧性菌两大类。增氧性菌必须在有游离氧的环境中生存，如喜氧性氧化铁杆菌，它依靠金属腐蚀过程中所产生的Fe²⁺氧化成Fe³⁺时所释放的能量来维持其新陈代谢，它存在于中性含有有机物和可溶性铁盐的水、土壤及锈层中，其生长温度为20－25℃，pH在7－ 7.4 之间。又如喜氧性排硫杆菌，能将土壤中的污物发醇所产生的硫代硫酸盐还原为硫元素；而喜氧性氧化硫杆菌又可把元素硫氧化为硫酸，从而加快金属的腐蚀。这类细菌常存在于土壤、污水及泥水中，其生长温度为28－30℃,PH为2.5－3.5。

　　 厌氧性菌必须在缺乏游离氧的条件下才能生存，如硫酸盐还原菌是种常见的厌氧性菌.它是地球上最古老的微生物之一，其种类繁多，广泛存在于中性的土壤、河水、海水.油井、港湾及锈层中，它们的共同特点是把硫酸盐还原为硫化物，生长适宜温度为30℃,PH在7.2－7.5.

　　 喜氧性菌和厌氧性菌虽然生存条件截然不同，但往往在喜氧性菌腐蚀产物所造成的局部缺氧的环境中，厌氧性菌亦可以得到繁殖的机会，这种不同性质细菌的联合腐蚀常发生于水管内壁，在那里，首先是氧化铁杆菌将水管腐蚀溶解下来的Fe³⁺，并形成Fe(OH)₃沉淀，其沉淀附着在水管内壁生成硬壳状的锈瘤。瘤下的金属表面缺氧，恰好为硫酸盐还原菌提供生存与繁殖的场所。这样，两类细菌相辅相成，更加快了瘤下金属的溶解。有人取下锈瘤，经分析发现其中的腐蚀产物含有1.5%－2.5%的硫化物，每克腐蚀产物中约含有1000条硫酸盐还原菌。

　　 此外，还有一些腐蚀性细菌不论有氧或无氧的环境中均能生存，如硝酸盐还原菌，能把土壤中的硝酸盐还原为亚硝酸盐和氨。它的生长温度为27℃，pH为5.5－8.5。

　　 如今发现，由微生物引起的腐蚀广泛地存在于地下管道、矿井、海港、水坝以及循环冷却系统的金属构件和设备中，给冶金、电力、航海、石油及化工等行业带来极大的损失.因此,近十多年来,对如何控制微生物腐蚀的研究日益引起有关部门的高度重视，越来越多的人从事这方面的考察与研究，已取得了可喜的进展。

　　 由于氧气分布不均匀而引起的金属腐蚀，称为差异充气腐蚀。土壤的固体颗粒含有砂子、 灰、泥渣和植物腐烂后形成的腐植土。在土壤的颗粒间又有许多弯曲的微孔(或称毛细管)，土壤中的水分和空气可通过这些微孔而深入到土　 壤中的水分和空气可通过这些微孔而深入到土壤内部，土壤中的水分除了部分与土壤的组分结合在一起，部分粘附在土壤的颗粒表面，还有一部分可在土壤的微孔中流动。于是，土壤的盐类就溶解在这些水中，成为电解质溶液，因此，土壤湿度越大含盐量越多，土壤的导电性就越强。此外，土壤中的氧气部分溶解在水中，部分停留在土壤的缝隙内，土壤中的含氧量也与土壤的湿度、结构有密切关系，在干燥的砂土中，氧气容易通过,含氧量较高;在潮湿的砂土中, 氧气难以通过，含氧量较低.；在潮湿而又致密的粘士中，氧气的通过就更加困难，故含氧量最低。埋在地下的各种金属管道，如果通过结构和干湿程度不同的土壤将会引起差异充气腐蚀，假如，铁管部分埋在砂士中，另一部分埋在粘土中，由腐蚀电池

　　 阳极　 Fe-2e®Fe²⁺

　　 阴极　 O₂+H₂O+2e®2OH^-

　　　 不难看出，因砂土中氧的浓度大于粘士中氧的浓度，则在砂土中更容易进行还原反应，即在砂土中铁的电极电势高于在粘土中铁的电极电势，于是粘土中铁管便成了差异充气电池的阳极而遭到腐蚀。同理，埋在地下的金属构件，由于埋设的深度不同，也会造成差异充气腐蚀，其腐蚀往往发生在埋得深层的部位，因深层部位氧气难以到达，便成为差异充气电池的阳极,那些水平放置而直径较大的金属管，受腐蚀之处亦往往是管子的下部，这也是由差异充气所引起的腐蚀。

　　 重要的钛化合物有：二氧化钛(TiO₂)、四氯化钛(TiCl₄)、偏钛酸钡(BaTiO₃)。

　　 纯净的二氧化钛是白色粉末，是优良的白色颜料，商品名称“钛白”。它兼有铅白(PbCO₃)的遮盖性能和锌白(ZnO)的持久性能。因此，人们常把钛白加在油漆中，制成高级白色油漆；在造纸工业中作为填充剂加在纸桨中；纺织工业

中作为人造纤维的消光剂；在玻璃、陶瓷、搪瓷工业上作为添加剂，改善其性能；在许多化学反应中用作催化剂。在化学工业日益发展的今天，二氧化钛及钛系化合物作为精细化工产品，有着很高的附加价值，前景十分诱人。

　　 四氯化钛是一种无色液体；熔点250K、沸点409K，有制激性气味。它在水中或潮湿的空气中都极易水解，冒出大量的白烟。

　　 TiCl₄+3H₂O == H₂TiO₃+4HCl

　　 因此TiCl₄在军事上作为人造烟雾剂，犹其是用在海洋战争中。在农业上，人们用TiCl₄形成的浓雾复盖地面，减少夜间地面热量的散失，保护蔬菜和农作物不受严寒、霜冻的危害。

　　 将TiO₂ 和BaCO₃ 一起熔融制得偏钛酸钡：

　　 TiO₂+BaCO₃ == BaTiO₃十CO₂­

人工制得的BaTiO₃具有高的介电常数，由它制成的电容器有较大的容量，更重要的是BaTiO₃ 具有显著的“压电性能”，其晶体受压会产生电流，一通电，又会改变形状。人们把它置于超声波中，它受压便产生电流，通过测量电流强弱可测出超声波强弱。几乎所有的超声波仪器中都要用到它。随着钛酸盐的开发利用，它愈来愈广泛地用来制造非线性元件、介质放大器、电子计算机记忆元件、微型电容器、电镀材料、航空材料、强磁、半导体材料、光学仪器、试剂等。

　　 钛、钛合金及钛化合物的优良性能促使人类迫切需要它们。然而，生产成本之高，使应用受到限制。我们相信在不久的将来，随着钛的治炼技术不断改进和提高，钛、钛合金及钛的化合物的应用将会得到更大的发展。

　　　 　纯钛是银白色的金属，它具有许多优良性能。钛的密度为4.54g／cm³，比钢轻43% ，比久负盛名的轻金属镁稍重一些。机械强度却与钢相差不多，比铝大两倍，比镁大五倍。钛耐高温，熔点1942K，比黄金高近1000K ，比钢高近

500K。

　　 钛属于化学性质比较活泼的金属。加热时能与O₂、N₂、H₂、S和卤素等非金属作用。但在常温下，钛表面易生成一层极薄的致密的氧化物保护膜，可以抵抗强酸甚至王水的作用，表现出强的抗腐蚀性。因此，一般金属在酸、碱、盐的溶液中变得千疮百孔而钛却安然无恙。

　　 液态钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛与金属Al、Sb、Be、Cr、Fe等生成填隙式化合物或金属间化合物。

　　 钛合金制成飞机比其它金属制成同样重的飞机多载旅客100多人。制成的潜艇，既能抗海水腐蚀，又能抗深层压力，其下潜深度比不锈钢潜艇增加80% 。同时，钛无磁性，不会被水雷发现，具有很好的反监护作用。

　　　 钒具有“亲生物“’性。在人体内，能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应。因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹。当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开始维系着人体的正常活动。

　　 钛在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg，其作用尚不清楚。但钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强这一作用已被证实。　

　　 钛在1791年被发现，而第一次制得纯净的钛却是在1910年，中间经历了一百余年。原因在于：钛在高温下性质十分活泼，很易和氧、氮、碳等元素化合，要提炼出纯钛需要十分苛刻的条件。

　　 工业上常用硫酸分解钛铁矿的方法制取二氧化钛，再由二氧化钛制取金属钛。浓硫酸处理磨碎的钛铁矿(精矿)，发生下面的化学反应：

　　　 FeTiO₃+3H₂SO₄ == Ti(SO₄)₂+FeSO₄+3H₂O 　　　 FeTiO₃+2H₂SO₄ == TiOSO₄+FeSO₄+2H₂O 　　　 FeO+H₂SO₄ == FeSO₄+H₂O 　　　 Fe₂O₃+3H₂SO₄ == Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

为了除去杂质Fe₂(SO₄)₃，加入铁屑，Fe³⁺ 还原为Fe²⁺，然后将溶液冷却至273K以下，使得FeSO₄·7H₂O(绿矾)作为副产品结晶析出。

　　 Ti(SO₄)₂和TiOSO₄水解析出白色的偏钛酸沉淀，反应是： 　　　 Ti(SO₄)₂+H₂O == TiOSO₄+H₂SO₄ TiOSO₄+2H₂O == H₂TiO₃+H₂SO₄

　　　 锻烧偏钛酸即制得二氧化钛： 　　　 H₂TiO₃ == TiO₂+H₂O

　　　 工业上制金属钛采用金属热还原法还原四氯化钛。将TiO2(或天然的金红石)和炭粉混合加热至1000-1100K，进行氯化处理，并使生成的TiCl₄，蒸气冷凝。

　　　 TiO₂+2C+2Cl₂＝TiCl₄+2CO­

　　　 在1070K 用熔融的镁在氩气中还原TiCl₄可得多孔的海绵钛：

　　 TiCl₄+2Mg＝2MgC1₂+Ti

　　 这种海绵钛经过粉碎、放入真空电弧炉里熔炼，最后制成各种钛材。

　　 钛在地壳中的丰度为0.63% ，居元素分布序列中的第十位，仅次于氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢，比常见的锌、铅、镍、铜的总和还要多16倍，但大部分处于分散状态。主要的矿物有金红石(TiO₂)和钛铁矿(FeTiO₃)组成复杂的钒钛铁矿。我国钛蕴藏量居全球之首，仅四川攀枝花地区的矾钛铁矿，储量约15亿吨，占全国已探明储量的97% 。

　　　 早在1791年，英国门那新(Meneccin)山谷中静静地躺着一种黑色的矿砂，无人问津。牧师格利高尔(w.Gregor)是位矿物学的爱好者，当他在自己的教区内游览时，发现并带回了这种黑色的东西，经过分析，他宣称找到了一种未知的新金属。为了纪念黑色矿砂的发现地，格利高尔把这种金属称为Menaccin,把矿砂称为门那新矿(Menaccite)，也就是现在所说的钛铁矿(FeTiO₃)

　　 1795年，德国科学家克拉普罗兹(铀的发现者)从匈牙利带回的矿物中成功地分离出一种新元素的氧化物，并很快确定他和格利高尔发现的是同一种元素。这种矿物就是钛的氧化物-金红石(TiO₂)。

　　 克拉普罗兹把此元素命名为titanium(钛)取自神话中的“泰坦”(Titans)，意指大地之神的儿子。

　　 由于砷化镓半导体材料的出现，使人们进一步加强了对砷的有用性的认识。然而随着砷矿的开来，砷化物的生产、研制和使用的扩大，砷对环境的影响也更加令人关注。表2列出了我国对砷化物在环境中的最高容许量(GB5749－85)，如果超标，应及时治理，否则会污染环境，危及人类的健康。

表2　　 砷化物在环境中的最高容许量

　　 农业生产上，信石、砒霜等是最早用于防治飞螟、蝼蛄、地老虎等害虫的无机砷杀虫剂。1892年人们又发现砷酸铅(PbHAsO₄)能有效防治舞毒蛾，并于1906年首先在美国工业化，在美国又制出了砷酸钙[Ca₃(AsO₄)₂]，1924年开始大量生产，用于防治棉花害虫及多种咀口器害虫。但此类农药随着六六六、滴滴涕其他杀虫剂的问世，加之砷、铅等的毒性，使用量逐渐减少。

　　　　　　 1956年德国Bayer公司首先开发出有机杀菌剂-福美甲胂(Urbazid)(式1)用于治水稻纹枯病，它还能防治果树、棉花、烟草多种作物的病害，但因其对稻类有药害，故制成复合剂使用。此外还有福美胂(式2)、甲硫化胂[(CH₃AsS)₃] 、甲基砷酸铁铵[(CH₃AsO₃)FeNH₄]等，由于它们对多种植物病害的防治有着良好的效果，故曾使用了很长时期。 　　　　　　　　　　　　

　　　　　　 这婴农药进入菌体后，由于能代谢成氧化亚砷的衍生物(R-As=O)，故能与组织中的蛋白质及酶分子中的SH基结合，而起到毒杀作用。 　　　　　　　　　　　　

　　　　　　 然而这类含砷杀菌剂和含砷杀虫剂一样，由于它对人、畜的剧毒性，故在1996年，我国化工部已经把它们列人限制生产和使用的农药目录之中。

　　　　　　 在医药方面，中医早就把雄黄用作杀虫和解毒药，外用治疗癣疥，内服治疗中风、小儿惊风等症。13世纪开始，我国又用砒霜或砒石(FeAsS)等含砷药物驱除梅毒，治疗性病取得了良好效果，在国外，由于砷化物对细胞的破坏，特别对亚急性肿瘤敏感，故曾用亚砷酸钾治疗慢性白血病和何杰金氏病(Hodgiki d.)(淋巴网状细胞瘤)。1905年，人们又发现氨基苯砷酸钠[atoxyl;NH₂C₆H₄AsO(OH)₂] 对治

疗人的锥虫病有显著疗效。

　　 应当特别提出的是，1907年，艾利希(Ehrlich　 P.)及其同事，经过长期试验和研究，发明了六O六(亦称洒尔佛散或胂凡纳明)(式3)，它是一种对梅毒及其他螺旋体病有特效，而且比较安全的新药，这在当时医学界上是一项重大成就，开创了化学治疗的先例。艾利希不但创造了“化学治疗”一词，并阐明了这种药物的治疗作用，在于它在体内代谢成的氧苯胂

[C₆H₅AsO]能与寄生在体内的梅毒菌体的SH基反应，起到毒杀用。此后又改进制成使用更方便的九一四(亦称新洒尔佛散或新胂凡纳明)(式4)：

　　 近年来，这类药物虽然相继被更安全、有效的抗菌素所代替，但是含砷药物的研制并未停止。如在80年代出现的，能通过口服在肠内有效地杀死阿米巴的苯砷酸[C₆H₅AsO(OH)₂] 衍生物，治疗寄生虫感染的驱虫剂滴芬塔胂(式5)等： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　 随着电子工业的发展，使得砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)等金属间化合物，作为半导体材料的需要急剧增加，尤其是(GaAs及GaAs_xP_x-1)，作为半导体激光器，用于通讯、医学、电脑、精加工、激光雷达等多方面，随着砷化镓制备技术的提高，相继制出了纯度更高的砷化镓半导体，这种材料不但能极大地提高电子运行速度，而且由于它抵抗外层空间辐射的能力比硅强，故更适用于在卫星等航空器上使用，进一步推动电子通讯技术的发展。

　　 此外，三氧化二砷还大量用于玻璃制造上的脱泡剂和消色剂。将金属砷添加至铜或铅中，可以提高它们的加工硬度和耐腐蚀性。用砷的硫化物、硒化物加在玻璃中，制成的可透过红外线的玻璃，用作红外光谱仪、红外照相机等镜头材料。