Коррозия металлов. Вайтулевич Е.А - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

9
нов направлен от более активного металла, с меньшей ве-
личиной электродного потенциала (анода). На анодных
участках поверхности металла при коррозии протекают
процессы окисления металла:
0
M + nе
–
= М
n+
(анодный процесс).
Окислители, принимающие электроны у катода, на-
зываются катодными деполяризаторами. Катодными депо-
ляризаторами служат: ионы водорода (водородная деполя-
ризация), молекулы кислорода (кислородная деполяризация).
На катодных участках поверхности происходит вос-
становление окислителей (катодный процесс):
№ Электрохимический
процесс
Электродный потенциал,
В
рН
1.
2Н
2
О + 2е
–
= 2ОН
–
+ Н
2
Е
Н
2
/2Н
+
= – 0,413 ≈7
2.
2Н
+
+ 2е
–
= Н
2
Е
Н
2
/2Н
+
= 0
0
3.
О
2
+ 2Н
2
О + 4е
–
= 4ОН
–
Е
4ОН
–
/О
2
+2Н
2
О
= 0,816
≈7
4.
О
2
+4Н
+
+4е
–
= 2Н
2
О
Е
2Н
2
О/О
2
+ 4Н
+
= 1,229 0
В соответствии с этими процессами по термодинами-
ческой неустойчивости металлы делят на пять групп:
1. Металлы повышенной термодинамической неста-
бильности (
0
E < –0,413 В). Li, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca, Na, Mg,
Al, Ti, Zr, Mn,Cr, Zn, Fe. Эти металлы корродируют даже в
нейтральных средах в отсутствие кислорода.
2. Металлы термодинамически нестабильные
(–0,413 В <
0
E < 0 В) Cd, In, Tl, Co, Ni, Mo, Pb, W водой не
окисляются, но корродируют в кислой среде, а также в
нейтральной и кислой средах, содержащих кислород.
3. Металлы промежуточной термодинамической
стабильности (0 В <
0
E < 0,816 В) Bi, Sb, Re, Tc, Cu, Ag,
Rh устойчивы в кислых и нейтральных средах в отсутствие
кислорода.
10
4. Металлы высокой термодинамической стабильно-
сти (0,816 В <
0
E < 1,229 В) Hg, Pd, Ir, Pt могут быть окис-
лены в кислых средах при наличии кислорода.
5. Металлы полной стабильности (
0
E >1,229 В) Au.
Такие металлы не подвергаются коррозии.
Так как катодный и анодный процессы проходят на
разных участках поверхности, т. е. разделены пространст-
венно и не мешают друг другу, то электрохимическая кор-
розия протекает значительно быстрее, чем химическая.
Коррозия металла, содержащего включения
другого металла
Рассмотрим коррозию на примере системы цинк (ос-
новной металл) – медь (металл включения). Металл может
содержать большое (рис. 2, а) и маленькое (рис. 2, б) коли-
чество другого металла. Микрогальванические элементы,
возникающие на поверхности металла, для двух этих слу-
чаев отличаются.
Медь более электроположительный элемент, чем
цинк, т. е. является по отношению к нему катодом. Соот-
ветственно электроны от цинка перемещаются к меди.
Участки цинка, обедненные электронами, заряжаются по-
ложительно (положительно поляризуются) и ионы цинка
диффундируют в раствор. Если включения меди велики, то
медь заряжается отрицательно (отрицательно поляризует-
ся) и на ее поверхности проходят катодные процессы раз-
рядки среды.
Если включения меди малы и находятся преимуще-
ственно в объеме кристалла, участвовать в ОВР на границе
раздела медь не может. Поэтому один участок цинка поля-
ризован отрицательно, другой положительно. Схемы галь-
ванических элементов для этих двух случаев записываются
следующим образом:

Страницы