ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
129
Σ i
a,i
= Σ |i
k,i
| = i
o
, (4.35)
но отсутствует материальный баланс по частицам, участвующих в параллельных (сопряжён-
ных) электродных реакциях. Обычно материал электрода корродирует, т. е. окисляется и рас-
творяется, а окислители раствора – растворенный кислород, ионы водорода и другие – восста-
навливаются. Ниже рассматривается стационарный потенциал обесточенного электрода.
На рисунке 4.2 в соответствии с представлениями А.Н. Фрумкина (1932 ), Д. Вагнера и
В. Трауда (1938) показано установление стационарного потенциала Е
st
в виде одного (а) и
нескольких вариантов (b) взаимосвязи анодных и катодных поляризационных кривых для
реакций с участием частиц материала электрода i
M
и частиц электрoлита i
el
при E
el
>E
M
.
E
E
1
a
i
a,el
E
el,1
3
a
1
2
a
1
k
E
el
E
el,2
2
k
3
a
2
i
a
=
i
a,м
E
st,1
i
k,el
E
st,2
3
a
3
E
st
3
a
4
i
a,м
i
k
= i
k,el
E
st,3
E
st,4
E
M
E
st,5
i
k,м
E
M
3
k
lg
i
o
м
lg
i
o
el
lg
i
corr
lg
i
lg
i
a
b
Рис. 4.2. Схемы установления стационарного потенциала при коррозии электрода
Как видно из рисунка 4.2, а, при протекании двух сопряженных реакций стационарный
потенциал Е
st
отличается от равновесного на некоторое значение поляризации:
E
st
= E
м
+ ∆E
a,м
= E
el
+ (–∆E
k,el
) = (E
м
+ ∆E
a,м
+ Е
el
– ∆E
k,el
)/2, (4.36)
где
∆Е
a,м
и ∆Е
k,el
– в общем случае это электродная поляризация, т. е. отклонение потенциала
обесточенного электрода, соответственно, от равновесного потенциала Е
м
для обратимой элек-
тродной реакции с участием только частиц материала электрода и от равновесного потенциала
Е
el
– для реакций с участием только частиц раствора. При небольших плотностях тока она часто
представляет собой электрохимическое перенапряжение, подчиняющееся уравнению Тафеля, ино-
гда – диффузионное. Последнее характерно, например, для катодного восстановления растворен-
ного в воде кислорода воздуха (рис. 4.2, b, кривая 1k) и анодного растворения малолегированного
полупроводника n-типа, такого как германий (кривые 3a
1
, 3a
2
). Электрохимическое перенапря-
жение присуще катодному восстановлению Н
+
-ионов (кривая 2k), анодному растворению метал-
лов, полупроводников р-типа (кривая 3a
4
) и достаточно легированного n-типа (кривая 3a
3
).
Стационарный потенциал обесточенного электрода – более широкое явление, чем рав-
новесный потенциал, который является его частным случаем. По степени отклонения от рав-
новесия, по значению коррозийного тока i
corr
стационарные электродные потенциалы полез-
но разделить на следующие 3 группы (рис. 4.3).
1. Смешанный равновесный потенциал Е
mix
.
Токи коррозии малы, i
corr
≤ 1 мкА/см
2
:
i
corr
= i
a,м
– i
k,м
= i
a,м
– i
o
м
; i
corr
≤ i
o
м
; Σi
a,i
≈ Σ |i
k,i
|
≈ i
o
м
, (4.37)
где i
o
м
– ток обмена с участием частиц материала электрода; i
a,i
и i
k,i
– анодный и катодный
ток i-того компонента (рис. 4.3, а).
Σ ia,i = Σ |ik,i| = io, (4.35)
но отсутствует материальный баланс по частицам, участвующих в параллельных (сопряжён-
ных) электродных реакциях. Обычно материал электрода корродирует, т. е. окисляется и рас-
творяется, а окислители раствора растворенный кислород, ионы водорода и другие восста-
навливаются. Ниже рассматривается стационарный потенциал обесточенного электрода.
На рисунке 4.2 в соответствии с представлениями А.Н. Фрумкина (1932 ), Д. Вагнера и
В. Трауда (1938) показано установление стационарного потенциала Еst в виде одного (а) и
нескольких вариантов (b) взаимосвязи анодных и катодных поляризационных кривых для
реакций с участием частиц материала электрода iM и частиц электрoлита iel при Eel >EM.
E E 1a
ia,el Eel,1 3a1 2a
1k
Eel Eel,2 2k 3a2
ia = ia,м Est,1
ik,el Est,2 3a3
Est 3a4
ia,м ik= ik,el Est,3
Est,4
EM
Est,5
ik,м EM 3k
lg ioм lg ioel lg icorr lg i lg i
a b
Рис. 4.2. Схемы установления стационарного потенциала при коррозии электрода
Как видно из рисунка 4.2, а, при протекании двух сопряженных реакций стационарный
потенциал Еst отличается от равновесного на некоторое значение поляризации:
Est = Eм + ∆Ea,м = Eel + (∆Ek,el) = (Eм + ∆Ea,м + Еel ∆Ek,el)/2, (4.36)
где ∆Еa,м и ∆Еk,el в общем случае это электродная поляризация, т. е. отклонение потенциала
обесточенного электрода, соответственно, от равновесного потенциала Ем для обратимой элек-
тродной реакции с участием только частиц материала электрода и от равновесного потенциала
Еel для реакций с участием только частиц раствора. При небольших плотностях тока она часто
представляет собой электрохимическое перенапряжение, подчиняющееся уравнению Тафеля, ино-
гда диффузионное. Последнее характерно, например, для катодного восстановления растворен-
ного в воде кислорода воздуха (рис. 4.2, b, кривая 1k) и анодного растворения малолегированного
полупроводника n-типа, такого как германий (кривые 3a1, 3a2). Электрохимическое перенапря-
жение присуще катодному восстановлению Н+-ионов (кривая 2k), анодному растворению метал-
лов, полупроводников р-типа (кривая 3a4) и достаточно легированного n-типа (кривая 3a3).
Стационарный потенциал обесточенного электрода более широкое явление, чем рав-
новесный потенциал, который является его частным случаем. По степени отклонения от рав-
новесия, по значению коррозийного тока icorr стационарные электродные потенциалы полез-
но разделить на следующие 3 группы (рис. 4.3).
1. Смешанный равновесный потенциал Еmix. Токи коррозии малы, icorr ≤ 1 мкА/см2:
icorr = ia,м ik,м = ia,м ioм; icorr ≤ ioм; Σia,i ≈ Σ |ik,i| ≈ ioм, (4.37)
o
где i м ток обмена с участием частиц материала электрода; ia,i и ik,i анодный и катодный
ток i-того компонента (рис. 4.3, а).
129
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- …
- следующая ›
- последняя »
