Сущность этих процессов аналогична сущности процессов при работе гальванических элементов: металл, который|какой| имеет меньшее значение электродного потенциала| восстановления|восстановления| будет анодом, на нем происходит окисление, которое|какое| влечет|вызывает| разрушение металла - электрохимическую коррозию. Восстановлению|восстановлению| подвергается всегда электролит на катоде.
Примеры|приклад|:
1. Коррозия в кислой среде.
- А) Al │H2SO4│Cu (K +
φ0 Al3+∕ Al0 = - 1,63B φ0Cu2+ ∕ Cu0 = + 0,337B
A) Al0 à Al3+ + 3e│2 K) H2SO4 à 2H+ + SO42- │3
2H+ + 2e à H20 │ 3
2Al3+ +3SO42- à Al2(SO4)3
2. Атмосферная коррозия
- A) Fe │H2O + O2│Ag (K +
φ0 Fe2+∕ Fe0 = - 0,44B φ0Ag+ ∕ Ag0 = + 0,799B
A) Fe0 à Fe2+ + 2e│2 K) 2H2O + O2 + 4e à 4OH-
2Fe2+ + 4OH- à 2Fe(OH)2
4 Fe(OH)2 +2 H2O + O2 à 4Fe(OH)3
4 Fe(OH)3à4 FeOOH + 4H2O
4 Fe(OH)3 à2 Fe2O3 ∙ 6 H2O (Fe2O3 ∙ nH2O)
только для железа
Коррозия при наличии участков с разной|различной| температурой.
Согласно уравнению Нернста, значения электродных потенциалов при изменении|смене| температуры изменяются. Поэтому между участками, которые|какие| имеют разные|различные| температуры, большая|великая| разница|разность| потенциалов. Анодно разрушается тот участок, который|какой| имеет меньшее значение потенциала.
Коррозия в результате наличия участков с разной аэрацией.
A) 2Fe0 à2Fe2+ + 4e K) 2H2O + O2 + 4e à 4OH-
Анодному разрушению подлежит центральная часть материала под каплей, которая|какая| менее аэрована|.
Способы оценки скорости коррозии
1. Скорость коррозии или весовой показатель.
ρ = Δm ∕ s ∙ τ, г ∕ м2∙ часов (день, год)
ρ - весовой показатель
∆ m - потеря массы металла в результате|вследствие| коррозии
s - площадь поверхности металла, на которой|какой| оценивается скорость коррозии
τ (тау) – время |, за которое|какой| оценивается скорость коррозии.
В силу того, что металлы бывают легкие и тяжелые|трудные|, то есть имеют разные|различные| значения плотности|густоты|, весовой показатель| не является корректным, потому что в случае одинаковых значений ∆m, скорость коррозии легкого металла намного больше, чем металла тяжелого|трудного|.
2. Глубинный показатель.
П = ρ ∕ γ
П- глубинный показатель
ρ - весовой показатель (скорость коррозии) г / м2
γ - плотность металла г / см3
П=8,76 ρ ∕ γ, мм ∕ год
СРЕДСТВА БОРЬБЫ С КОРРОЗИЕЙ.
1. Рациональное конструирование.
2. Изолирование металлических конструкций от агрессивных агентов:
а) эксплуатация металлических изделий в закрытых помещениях;
б) металлизация (пульвилизатор|, накат);
в) химическая пассивация поверхности металла - нанесение на поверхность металла слоя оксида|оксида| или других коррозионно стойких соединений (воронение, нитрование, фосфотирование|);
г) нанесение масел|смазки| и лако-красочных | материалов.
3. Оптимизация состава окружающей среды.
4. Протекторная защита.
5. Легирование металлов.
6. Электрическая защита.
Э Л Е К Т Р О Л И З
Электролиз - это совокупность окислительно - восстановительных процессов, которые происходят под действием постоянного электрического тока в системе, которая состоит из двух электродов (проводники I рода), погруженных в расплав или раствор электролита (проводник II рода).
При электролизе происходят процессы, обратные тем, которые происходили в гальваническом элементе:
1) в гальваническом элементе окислительно -|окисный| восстановительные реакции генерируют электрическую энергию, а при электролизе - электрический ток стимулирует ход окислительно|окисный| - восстановительной реакции.
2) при электролизе знак анода (+), катода (-).
Но, как и в гальваническом элементе так и при электролизе на аноде происходит процесс окисления, а на катоде – процесс восстановления|восстановления|.
Характер процессов на электродах и состав продуктов в процессе электролиза зависит от:
а) материала анода, б|б|) состава|сдаю| электролита, в) от состояния|стана| электролита.
Анод – положительно заряженный электрод (+) может быть активным или инертным:
а) активный анод изготовляется из|с| металлов (кроме Au| и Pt|);
б) инертный анод – графитовый или изготовленный из|с| Au| или Pt|.
Роль электролита могут исполнять вещества, в которых реализованный или ионный тип химической связи, или ковалентний полярный: оксиды металлов, соли, основания, кислоты.
Электролит может находиться в состоянии: а) расплава (t0); б) раствора (H2O)
На аноде происходит процесс окисления. При наличии в системе нескольких потенциальных восстановителей, процессы происходят поочередно. Критерием определения приоритетов| является значение электродных потенциалов окисления. Первым окисляется тот восстановитель, потенциал окисления которого наибольший.|какого|
Последовательность окисления на аноде вероятных восстановленных|восстановил| форм:
1. Металл анода в последовательности уменьшения потенциала окисления, увеличения потенциала восстановления Me+n (кроме Au, Pt) Ме0 → Me+n + ne,φокисл.
2. Анионы бескислородных кислотных остатков в последовательности:
S2-, I-, Br-, CI-; 2CI- → CI2 + 2e
3. В зависимости от рН раствора: а) кислород из воды: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e (рН<7);
б) кислород из ОН- ионов: 4ОН- → O2 + 2H2О + 4e (рН 7)
4. Анионы кислородсодержащих кислотных остатков: NO3-, SO42-, CO32- и другие, в растворах не окисляются.
Катод – отрицательно заряженный электрод (-). На катоде – происходит процесс восстановления электролита. При наличии в системе нескольких потенциальных окислителей в первую очередь восстанавливается тот из них, который имеет наибольшее значение потенциала восстановления.
Последовательность восстановления|восстановления| на катоде вероятных окисленных форм:
1. Расплавы (вода отсутствует): катионы металлов в последовательности Au+... Li+ по схеме Me+n + ne→ Ме0
2. Растворы (присутствует вода): а) катионы металлов в последовательности Au+... Тi3+ (включительно) Me+n + ne→ Ме0
б) водород: 2H2O +2e → H2 + 2OH- (рН 7)
или 2H+ + 2e → H20 (рН<7)
Примеры|приклад|:
