1. 腐食と防食

地球上に存在する金属元素の中で、自然界から直接金属単体として採取されるのは金などの例外的な元素であり、ほとんどの元素は酸化物、水酸化物、硫化物などの化合物として存在する。すなわち、大部分の金属は自然環境下でこれらの化合物の方が熱力学的に安定であることを示している。
加工された金属単体の材料が自然界での本来の姿(酸化物など)に戻る過程を腐食といい、それを防止することを防食という。

2. 電位-pH図

金属材料の安定性を調べることは、その環境で金属、酸化物、水酸化物、イオンなどのいずれが熱力学的に最も安定であるかを検討することに対応する。通常の環境では腐食に関与する最も重要な因子は水であり、水溶液中における金属の熱力学的安定性が広く調べられている。
ここで亜鉛を例にその安定性を考えることにする。 Zn/Zn²⁺については、Zn²⁺の標準化学ポテンシャルμ°が-147.1 kJ/molであることから
Zn²⁺+2e^-=Zn
の反応の平衡電位E_aはNernstの式から次式となる。