Основы электрохимии. Вапиров В.В - 34 стр.

UptoLike

Рубрика: 

34
обладают и эти металла ввиду своей химической активности принадлежат
к числу коррозионно нестойких. На алюминии и хроме образуются
хорошие защитные пленки, благодаря чему металлы в атмосферных
условиях коррозийно стойки (хотя химически активны). Толщина таких
пленок крайне мала, например, на алюминии она достигает только 100 Å.
Такие пленки состоят всего из нескольких слоев молекул
и могут быть
обнаружены только специальными оптическими методами.
Если металл, покрытый пленкой, продолжает корродировать, то это
означает, что имеет место диффузия атомов кислорода сквозь пленку к
металлу, а атомов металлав обратном направлении. Диффузия металла и
кислорода в слое твердого защитного оксида может происходить по
одному из двух возможных механизмов:
а) движение ионов в междоузельном пространстве кристаллической
решетки;
б) движение ионов по пустым узлам решетки.
Первый механизм имеет место при образовании пленок ZnO, CdO,
BeO, Al
2
O
3
; второй – Cu
2
O, FeO, NiO, CoO, ZrO
2
, TiO
2
.
Диффузия катионов в защитной пленке сопровождается
одновременным перемещением в том же направлении эквивалентного
числа электронов в междоузлиях при первом механизме и по
«электронным дефектам» (катионом с более высокой валентностью) при
втором механизме. При повышении температуры окисление металлов на
воздухе происходит более интенсивно (увеличивается скорость диффузии).
6.2. Электрохимическая коррозия
Разрушение
металла при соприкосновении с электролитом с
возникновением в системе электрического тока называется
электрохимической коррозией.
В атмосферных условиях роль электролита играет водная пленка на
металлической поверхности, в которых часто растворены
электропроводящие примеси. Электродами обычно являются сам металл и
примеси в нем содержащиеся. В качестве примера рассмотрим действие
серной кислоты на железо, содержащего
примесь меди. При таком
контакте возникает множество микроскопических гальванических
элементов.
(-) Fe ׀ H
2
SO
4
׀ Cu
(+)
0
Fe
Fe
2+
ϕ
= - 0,44 В
0
Cu
Cu
2+
ϕ
= 0,34 В
Более активный металл-железоокисляется, посылая электроны
атомам меди и переходит в раствор в виде ионов Fe
2+
, а ионы водорода
разряжаются (восстанавливаются) на меди.
обладают и эти металла ввиду своей химической активности принадлежат
к числу коррозионно нестойких. На алюминии и хроме образуются
хорошие защитные пленки, благодаря чему металлы в атмосферных
условиях коррозийно стойки (хотя химически активны). Толщина таких
пленок крайне мала, например, на алюминии она достигает только 100 Å.
Такие пленки состоят всего из нескольких слоев молекул и могут быть
обнаружены только специальными оптическими методами.
    Если металл, покрытый пленкой, продолжает корродировать, то это
означает, что имеет место диффузия атомов кислорода сквозь пленку к
металлу, а атомов металла – в обратном направлении. Диффузия металла и
кислорода в слое твердого защитного оксида может происходить по
одному из двух возможных механизмов:
    а) движение ионов в междоузельном пространстве кристаллической
решетки;
    б) движение ионов по пустым узлам решетки.
    Первый механизм имеет место при образовании пленок ZnO, CdO,
BeO, Al2O3; второй – Cu2O, FeO, NiO, CoO, ZrO2, TiO2.
    Диффузия      катионов    в    защитной    пленке  сопровождается
одновременным перемещением в том же направлении эквивалентного
числа электронов в междоузлиях при первом механизме и по
«электронным дефектам» (катионом с более высокой валентностью) при
втором механизме. При повышении температуры окисление металлов на
воздухе происходит более интенсивно (увеличивается скорость диффузии).

6.2. Электрохимическая коррозия

    Разрушение металла при соприкосновении с электролитом с
возникновением    в   системе    электрического   тока   называется
электрохимической коррозией.
    В атмосферных условиях роль электролита играет водная пленка на
металлической    поверхности,   в     которых   часто    растворены
электропроводящие примеси. Электродами обычно являются сам металл и
примеси в нем содержащиеся. В качестве примера рассмотрим действие
серной кислоты на железо, содержащего примесь меди. При таком
контакте возникает множество микроскопических гальванических
элементов.

    (-) Fe ‫ ׀‬H2SO4 ‫ ׀‬Cu(+)   ϕ 0Fe2+        = - 0,44 В   ϕ 0Cu 2+        = 0,34 В
                                       Fe                           Cu



    Более активный металл-железо – окисляется, посылая электроны
атомам меди и переходит в раствор в виде ионов Fe2+, а ионы водорода
разряжаются (восстанавливаются) на меди.


                                             34