Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 ороз≥€ метал≥в. ≈лектрох≥м≥чна короз≥€




ѕ≥д д≥Їю навколишнього середовища метали руйнуютьс€, перетворюючись в оксиди, г≥драти оксид≥в та ≥нш≥ сполуки, руйнуванн€ метал≥в п≥д д≥Їю навколишнього середовища називають короз≥Їю.

–озр≥зн€ють два види короз≥њ: х≥м≥чну та електрох≥м≥чну. ѕ≥д х≥м≥чною короз≥Їю розум≥ють руйнуванн€ металу при взаЇмод≥њ його сухими газами, або р≥динами, €к≥ не провод€ть електричного струму. ѕри нагр≥ванн≥ метал≥в на пов≥тр≥ б≥льш≥сть з них окислюютьс€. ” де€ких метал≥в, особливо у зал≥за та його сплав≥в (чавун, сталь) оксиди утворюютьс€ у вигл€д≥ пористого шару, €кий не захищаЇ поверхн≥ металу в≥д дальшого окисленн€. ќсобливо великоњ шкоди завдаЇ електрох≥м≥чна короз≥€. ¬она спостер≥гаЇтьс€ при контакт≥ двох метал≥в р≥зноњ активност≥ з водою чи ≥ншим електрол≥том.

“еор≥ю електрох≥м≥чноњ короз≥њ розробили рос≥йськ≥ вчен≥ ¬. O.  ≥ст€к≥вський, ¬. √. јкимов та ≥нш≥. «г≥дно з ц≥Їю теор≥Їю, найлегше руйнуютьс€ метали за на€вност≥ електрол≥т≥в та ≥нертних дом≥шок (карб≥ди, метали з вищими значенн€ми стандартних потенц≥ал≥в). ” цих випадках створюютьс€ умови дл€ виникненн€ гальван≥чного елемента.

¬насл≥док електрох≥м≥чноњ короз≥њ активн≥ша складова частина руйнуЇтьс€, перетворюючись на оксид, г≥дроксид або розчинний електрол≥т, а на поверхн≥ ≥нертноњ дом≥шки вид≥л€Їтьс€ водень чи кисень.

ћетал, або та частина його поверхн≥ де проходить перех≥д йон≥в в розчин називаЇтьс€ анодом (метал п≥ддаЇтьс€ короз≥њ), а метал або поверхн€ на €кому проходить в≥дновленн€ - катодом.

Ќаприклад, €кщо в розчин HCI опустити цинкову ≥ м≥цну пластинку та зТЇднати њх пров≥дником, то електрони з б≥льш активного металу будуть переходити на менш активний метал. ¬ цьому випадку можливе в≥дновленн€ йон≥в водню, по схем≥, (рис.13.10)

–исунок 13.10 Ц ¬иникненн€ ≥ робота м≥крогальван≥чних елемент≥в

 

≈лектрони будуть переходити, €кщо поверхн≥ метал≥в дотикаютьс€, або €кщо в структур≥ одного металу Ї дом≥шки ≥ншого металу, що в≥др≥зн€Їтьс€ за х≥м≥чною активн≥стю.

–озгл€немо короз≥йну повед≥нку стальних конструкц≥й, (сталь маЇ дом≥шки або вуглецю (), або цементиту Fe3C) у вологому середовищ≥ (атмосферн≥ опади, п≥дземна короз≥€, морська короз≥€ тощо) (рис.13.11).

ѕопадаючи у вологе середовище проходить окисненн€ зал≥за по схем≥:

Fe0 - 2ē → Fe2+,

в≥дпов≥дно в област≥ зал≥зноњ пластини будуть вид≥л€тис€ кат≥они зал≥за.

–исунок 13.11 Ц ¬иникненн€ ≥ робота гальван≥чноњ пари за рахунок включенн€ цементиту

 

” вод≥ Ї йони √≥дрогену, здатн≥ до в≥дновленн€:

 

2H++ 2ē = H2

 

 р≥м того, у вод≥ Ї також розчинений кисень, €кий теж здатний до в≥дновленн€:

O2 + 2H2ќ + 4ē = 4 ќЌЦ

 

¬ област≥ цементиту, маючи високу електропров≥дн≥сть, вид≥ленн€ кат≥он≥в не буде, тобто кат≥они в розчин не переход€ть.

…они водню чи молекули кисню п≥дход€ть до поверхн≥ цементиту ≥ в≥дновлюютьс€ зг≥дно вищезазначених р≥вн€нь. ¬иникаЇ гальван≥чний елемент, внасл≥док чого метал руйнуЇтьс€. як бачимо, в основ≥ процесу лежать електрох≥м≥чн≥ процеси. ¬ даному випадку мирозгл€нули механ≥зм короз≥њ (тобто виникненн€ гальван≥чноњ пари, за рахунок включенн€ цементиту). ¬ дан≥й пар≥ цементит Ї катодом, зал≥зо - анодом.

ќтже, найважлив≥шими окисниками, що спричинюють електрох≥м≥чну короз≥ю, Ї розчинений кисень та йони √≥дрогену.

ќск≥льки потенц≥ал, що в≥дпов≥даЇ електродному процесу 2H++ 2ē = H2 в нейтральному середовищ≥ дор≥внюЇ -0,41 ¬, то йони √≥дрогену, що м≥ст€тьс€ у вод≥ або в нейтральному водному середовищ≥, можуть окиснювати т≥льки т≥ метали, значенн€ потенц≥ал≥в €ких менш≥ за
-0,41 ¬, тобто метали в≥д початку р€ду електрох≥м≥чних потенц≥ал≥в до  адм≥ю.

–озчинений у вод≥ кисень здатний окиснювати т≥ метали, потенц≥ал €ких менший за 0,8 ¬, оск≥льки потенц≥ал, що в≥дпов≥даЇ електродному процесу O2 + 2H2ќ + 4ē = 4 ќЌЦ у нейтральному середовищ≥ дор≥внюЇ 0,8 ¬.

ќтже, розчинений у вод≥ кисень може окиснювати метали, розм≥щен≥ в≥д початку р€ду електрох≥м≥чних потенц≥ал≥в до јргентуму.

„ист≥ метали ст≥йк≥ш≥ проти зовн≥шн≥х вплив≥в, н≥ж сплави.

якщо метал м≥стить дом≥шки, то короз≥€ його в розчинах електрол≥т≥в виникаЇ €к результат д≥њ невеликих м≥сцевих (локальних) гальван≥чних елемент≥в (пар). јнодом гальван≥чного елемента стаЇ активн≥ший метал, €кий руйнуЇтьс€.

ѕод≥бн≥ процеси проход€ть при контакт≥ зал≥за та його сплав≥в з менш активними металами (рис. 13.12).

ѕри контакт≥ Fe з Cu, €к≥ знаход€тьс€ у вологому пов≥тр≥ чи ≥ншому нейтральному електрол≥т≥, виникаЇ гальван≥чний елемент, в €кому негативним електродом служить зал≥зо, а позитивним - м≥дь ( рис. 13.12).

–исунок 13.12 Ц ¬иникненн€ ≥ робота Fe/Cu гальван≥чного елементу

¬ результат≥ роботи такого гальван≥чного елемента зал≥зоокислюЇтьс€, так €к воно безпосередньо в≥ддаЇ своњ електрони м≥д≥. ¬ розчин≥ електрол≥ту йони зал≥за (≤≤) зТЇднуютьс€ з йонами OH, утворюючи Fe(OH)2, €кий окислюЇтьс€ киснем пов≥тр€ в г≥дроксид зал≥за (≤≤≤). —хема процесу:

Fe0 Ц 2 ē → Fe2+

O2 + 2H2ќ + 4е = 4 ќЌЦ,

Fe2+ + 2 ќЌ- = Fe(OH)2

4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3

¬ результат≥ продукти короз≥њ складаютьс€ ≥з сум≥ш≥ ферум (≤≤) та ферум (≤≤≤) оксид≥в та њх г≥драт≥в: xFenOm ∙ yH2O

¬еликоњ шкоди завдають так зван≥ Д,блукаюч≥ струмиФ. ƒжерелом њх служить електротранспорт, л≥н≥њ електропередач тощо. —трум величиною в 1 ј прот€гом року знищуЇ б≥л€ 10 кг зал≥за, 37 кг свинцю.

–озр≥зн€ють речовини - пасиватори та активатори короз≥њ. ѕасиватори - речовини за допомогою €ких утворюютьс€ оксидн≥ пл≥вки на металах (конц. HNO3, сильн≥ окисники K2Cr2O7). јктиватори - речовини, €к≥ спри€ють руйнуванню оксидноњ пл≥вки (Cl-) в морськ≥й вод≥, де вм≥ст њх значний.

 

ѕриклад 18. Ќавед≥ть приклади, зарисуйте схеми, запиш≥ть електрох≥м≥чн≥ р≥вн€нн€, що мають м≥сце при захист≥ метал≥в в≥д короз≥њ.

¬≥дпов≥дь:





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-11-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 777 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќе будет большим злом, если студент впадет в заблуждение; если же ошибаютс€ великие умы, мир дорого оплачивает их ошибки. © Ќикола “есла
==> читать все изречени€...

2352 - | 2083 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.008 с.